2020 年度新知答主
材料科学与工程，材料类综合、全面、专业的平台。
材料类综合、全面、专业的平台，主要发布材料相关知识信息，包括前沿资讯、基础知识、科研产业、考研求职等。网址：www.cailiaokexue.com。
2774篇原创文章。
微信公众号
，，
Hf是一种重要的核反应堆控制棒材料，用于吸收中子。在服役过程中，由于基面、柱面、锥面滑移，会形成层错、孪晶、FCC相等微观结构，从而改变中子吸收截面。
项目组人员分析了(0001)、(10-10)和(11-20)面布里渊区的对称性。他们发现，虽然调制结构周期平面与滑移面不平行，但它全部垂直于顶角平分线。进一步研究发现，在费米面与布里渊区之间没有转折点，因此分析扩展到费米面与布里渊区的关系。在此过程中，研究人员发现，在衍射谱中，卫星斑点到母斑点间的距离与费米面到狄拉克角的距离非常接近。当费米面与布里渊区界或狄拉克角相接时，体系能量会降低，新结构因此变得稳定。由此，他们提出了铪中调制结构稳定存在的费米面-布里渊区搭接模型。
在大多数情况下，调制结构的周期取向是混乱的，因此逐一描述其形貌会使报告过于冗长。幸运的是，我们观察到在一个视野中存在三个不同周期方向的调制结构共存的现象，其调制矢量分别为g1、g2和g3，如图1所示。这种现象的产生是由于α-Hf的简约电子结构模型如图2(a)所示，在显微载荷作用下，布里渊区界沿着图2中的六个对称方向均可与费米面搭接，从而导致体系能量降低，使调制结构稳定。在实际操作中，我们通过将布里渊区分别沿着g1、g2和g3方向移动0.8、0.65和0.77nm，结果发现布里渊区恰好与费米面相接，并在倒空间中对应卫星斑点。
研究工作仍在进行中，但首次将Hf调制结构与电子结构理论相结合，对微结构研究仍具有一定探索价值。此外，大量调制结构会对中子产生额外散射，这为研究Hf中子吸收机制提供了启示。
研究成果发表在《Vacuum》上，由中国科学院金属研究所李阁平研究员团队的任杰博士撰写，题为“Theformation mechanismofmodulationstructures alongthree differentcrystallographicdirections inpurehafnium。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2023.112214。请注意，我没有改变原文的意思。
https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2023.112214
图1.(a)纯铪的STEM显微硬度测试图像;(b)方形区域的HRTEM图像;(c)方形区域的IFFT图像;(d)方形区域的FFT图像。
图2.(a)倒易空间中Hf的布里渊区和费米表面简化示意图;(b-g)六种可能的布里渊区移动方式。
图3.(a)图1(b)中方框区域的FFT图像;(b-c)纯铪中三向调制结构的形成机理示意图;(d)图1(a)中STEM图像的极图。
图4.(a)在显微硬度测试前，Hf的布里渊区和费米表面;(b)在三向调制结构形成后，修正后的Hf的布里渊区和费米表面。
感谢论文作者团队对本文的大力支持！
本文来自微信公众号“材料科学与工程”，欢迎转载，请通过微信公众号联系我们，谢谢。本文章禁止转载至其他网站。
欢迎在留言区留下您的观点，并点亮在看。
