近期，南京工业大学贾志宏教授团队在国际高水平学术期刊《Philosophical Magazine》发表了题目为“On the order-disorder transformation within a main hardening precipitate in Al-Mg-Si alloys的研究论文。论文第一作者为南京工业大学先进轻质高性能材料研究中心丁立鹏副教授，南京工业大学先进轻质高性能材料研究中心贾志宏教授为通讯作者。

工程结构（如铝、钢、镍合金和钛合金）在目前国家重大装备及经济发展中起到关键作用。这些合金的性能在很大程度上由其微观组织控制。而控制微观组织的最重要手段是通过控制加工过程中发生的固态相变。其中时效析出是许多合金强化最重要的方式。时效析出最早期阶段（直至形成尺寸仅为数纳米的第一有序相）极难研究且尚未被充分理解。理解这一“形核”阶段是相变领域中尚未解决的“重大挑战”之一。

一个重要的例子是Al-Mg-Si合金，这是一种多用途的中强度合金，被广泛应用于交通运输、建筑和电气工业中。在该体系中，针状的β″相是第一种析出相，其显著不同于铝基体的结构，是合金最主要的强化相。尽管GP区→β″的原位转变过程复杂， Chen等（Science, 2006, 312, 416-419）等提出沿针状轴方向排列的长程化学有序“Si2纳米柱”稳定了析出相的演化，并引导随后扩散控制的置换转变形成β″相。

在本研究中，我们提出了一种新的时效析出机制，即GP区→β″转变是通过“析出相内的再析出”实现的，本文通过原子分辨率电镜图像的定量解析结束和三维原子探针技术发现析出相内部存在通显著的溶质原子不均匀分布现象，说明在GP区演化的早期阶段，会首先形成离散分布的β″形核点，这些形核点会逐渐生长并合并，转变为β″相，这与之前文献报告的首先形成长程有序结构显著不同的。随着时效温度降低，这种转变机制愈加明显，而β″相的形成（通过核的生长与合并实现）因各个形核点的错排而受到明显阻碍。这些发现对于研究的Al-Mg-Si合金体系具有意义，还对其他利用固态析出强化的合金体系（如铝、镁、钢、镍、钛）中其中GP区的影响机制具有重要意义。

图1 （a） 所选Al-Mg-Si合金在180℃时效后的硬度曲线。对于圈出的点，添加了析出相微观结构的TEM亮场图像。（b） APT重建不同时效阶段形成的析出相（蓝色的Al原子，紫色的Mg等值面）。（c）（b）中用黄色箭头突出显示了不同时效阶段（分别为1小时、2小时和4小时）析出相沿针方向的2D Mg+Si at.%成分分布。（d） 峰值时效时形成的析出相的溶质原子（Mg、Si、Al）浓度与析出相长度的函数关系。