相变和晶体缺陷是推动材料创新的两个重要工具。通过调整化学成分的散装材料设计是使用相图系统化的。

有鉴于此，马克思普朗克可持续材料研究所Siyuan Zhang、Christina Scheu、Tilmann Hickel、Gerhard Dehm等报道热力学概念可以应用于操纵缺陷位点的化学性质，以Mg-Ga系统的晶界作为研究模型，其中Ga在晶界上发生偏析，能够提高合金的强度和延展性。

本文要点：

（1）

为了揭示晶界的作用，提出了相关的原子尺度表征和模拟，以确定缺陷的范围并构建相图。通过局部合金化诱发晶界相变，使用原子分辨率的STEM（扫描透射电子显微镜）对结构和化学变化进行连续的成像。

（2）

从头计算模拟确定晶界晶相的热力学稳定性，发现增加Ga含量会增强晶界的内聚力，这有助于提高延展性。通过原子分辨率表征缺陷的触发、并且跟踪缺陷的变化过程，模拟缺陷的变化，有助于系统的研究缺陷相图，这项研究为化学复杂性的利用，以及研究缺陷的相变非常有价值。

参考文献

Xuyang Zhou, Prince Mathews, Benjamin Berkels, Wassilios Delis, Saba Saood, Amel Shamseldeen Ali Alhassan, Philipp Keuter, Jochen M. Schneider, Sandra Korte-Kerzel, Stefanie Sandlöbes-Haut, Dierk Raabe, Jörg Neugebauer, Gerhard Dehm, Tilmann Hickel, Christina Scheu, Siyuan Zhang, Materials Design by Constructing Phase Diagrams for Defects, Adv. Mater. 2024

DOI: 10.1002/adma.202402191

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202402191