2019年4月2日，美国工程院院士David Srolovitz做客第215期南科大讲堂，为我校师生带来以“Grain Boundary Dynamics：A unified perspective”为题的讲座。我校材料科学与工程系讲席教授王湘麟主持讲座。

讲座现场

David Srolovitz2013年当选为美国工程院院士，并于同年获得美国材料学会材料理论奖，现为美国材料学会、美国矿物金属材料学会、美国金属学会以及物理研究所会士。现任职于美国宾夕法尼亚大学，担任宾夕法尼亚计算科学研究所所长、香港城市大学高级研究所讲座教授和高级研究员。已发表超过500篇文章，获得超过30,000次引用，h因子达90。主要从事材料理论与计算等方面的研究工作，在材料结构缺陷、固体微结构与形貌演化、材料力学行为与薄膜生长等领域取得了具有开创性与重大影响力的研究成果。

David Srolovitz

David Srolovitz以一句材料学中很有名的玩笑开场：“材料就像人类一样，是缺陷让他们更加有趣。材料中的各类缺陷是影响材料结构和性能的重要因素，而晶界又是各类缺陷中非常重要的一类。”

David Srolovitz生动讲解了材料学中最重要的基础理论之一“晶界理论”，并以幽默诙谐的方式解析了晶界的原子排列结构及晶界迁移、滑动的基本原理。

David Srolovitz从热力学和动力学的角度分析了产生晶界运动的机制。在应力作用下材料的晶界中有原子排列不连续的结构，这些结构具有较高的能量，在应力进一步的作用下会移动以释放能量，达到稳定状态。而晶界运动的过程除了与应力作用相关，还与温度有着密切的联系。分子动力学模拟结果显示，在低温条件下，由于晶界运动过程中产生剪切应力，会逐渐阻碍晶界的进一步运动，直到外界应力驱动晶界运动再次启动，如此循环往复的过程称为晶界的“剪切与迁移的耦合”。这证明了晶界中的不连续结构的运动影响着材料剪切和晶界迁移两个过程。在高温条件下，这种耦合现象不再明显，剪切与迁移过程不再同步，因此在高温条件下有更复杂的因素参与到材料的形变和晶界运动过程中。

David Srolovitz表示，上述结论通常适用于理想型的双晶材料（只有两个晶粒），在实际应用的多晶材料中，在外力作用下的剪切耦合效应会产生应力，并促使晶粒旋转以释放应力，进而产生晶粒的生长和一些晶粒的缩小消失（晶粒数量减少）。

问答环节中，David Srolovitz与在场师生互动交流，气氛热烈。

供稿：材料科学与工程系

图片：学生新闻社 王辛元