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0 天目山实验室航空轻合金材料研究团队(由马朝利教授领导)在块体单晶金属材料的关键制备技术上取得了显著进展。近日，该团队在国际知名学术期刊《Matter》上发表了题为“Fabrication of bulk single crystals via texture-engineered grain growth”的研究成果，展示了他们在这一领域的创新突破。
该研究揭示了形变织构诱导金属异常晶粒长大的微观机理，提出了一种全新的大尺寸块体单晶金属可控制备策略。通过这种方法，研究团队成功实现了块体多晶金属铜及镍棒材的直接单晶化，为大尺寸高性能块体单晶金属材料的低成本制备和规模化应用提供了坚实的技术储备。
单晶材料因消除了晶界而具有优异的物理性质，在航空航天、能源传输、集成电路等领域展现出广泛的应用前景。然而，传统单晶生长技术受限于成本高、工艺复杂等问题，难以满足大规模应用的需求。为了突破这一瓶颈，研究团队以金属铜为模型材料，开展了基于异常晶粒长大的块体单晶固态生长研究。
研究团队发现，通过冷拉拔引入形变织构，并在退火过程中利用温度梯度驱动籽晶(异常大晶粒)取向性生长，可以有效实现大尺寸单晶的固态生长。这种方法制备出的单晶铜组织均匀、缺陷少、无亚晶界形成，具备较高的电导率。
此外，研究团队还深入探究了温度梯度退火对晶粒生长的影响，发现高温区晶界迁移率较快，有利于异常大晶粒向低温区拓展，从而推动单晶沿温度梯度方向定向生长。这一发现为理解异常晶粒长大的深层次机理提供了理论支持。
综上所述，天目山实验室的研究团队在块体单晶金属制备技术上取得了重要突破，为单晶金属结构材料的宏量制备提供了新途径。这一研究成果不仅具有理论意义，更有望推动单晶金属材料在更多领域的应用和发展。
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