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https://doi.org/10.1016/j.actamat.2025.121371

T₁相的形核过程一直被认为具有高度挑战性，主要由于其复杂的结构转变机制、对位错等缺陷的高度依赖性以及对成分与原子尺度界面条件的严格要求。在典型的三元Al-Cu-Li合金中，T₁相通常只能在预变形引入的位错或晶界等高能缺陷处实现异质形核，而均匀形核几乎不发生。这极大地限制了T₁相的数量控制和空间分布，进而影响了合金的强化效果与力学性能表现。若能够实现T₁相的均匀形核机制识别与调控，将有助于在无外加应变的条件下构建精细、分布均匀的T₁析出相，从而提升合金的整体性能，为航空航天等高端装备材料提供更高效的设计策略和工艺窗口。更多精彩欢迎关注公众号“材料科学与工程”。

图1通过原位HAADF-STEM与EDX联合表征，首次直接观察到不依赖预存位错的T_1p相均匀形核行为，突破了长期以来“位错控制形核”的传统认知，明确揭示了T_1p亦可通过均质路径演化，为理解T₁前驱体的成核机制提供了全新视角。

本研究打破了T₁相形核必须依赖缺陷的传统认识，提出T1相的形核过程包括：T_1p均匀形核 + Kagomé网格驱动 + SPD辅助重构 + 元素协同扩散等过程，系统揭示了微合金元素Ag和Mg在T₁析出调控中的协同角色，实现了T₁形核机制从“缺陷辅助”向“元素调控”的范式转变。这一工作不仅解决了T₁相形核机制的长期悬而未决问题，也为未来实现无预变形条件下高密度、可控T₁强化结构设计提供了理论基础与工艺依据，为开发高性能Al-Cu-Li-Mg-Ag航空结构合金开辟了新路径。

图2 本研究首次在原子尺度实验证实，T₁相不仅可由预存在位错分解而来，也可通过在T_1p内部自主成核的位错环或一组柏氏矢量相反哦位错对引发结构转变，从而实现无须依赖外部位错的T₁均质形核路径。这一发现突破了以往T₁形核必须依赖高能缺陷的经典观点，为调控T₁相分布、提升Al-Cu-Li基合金性能提供了新的理论基础与设计策略。

图3 通过系统的HAADF-STEM和EDX分析，发现T₁在结构成熟后仍经历缓慢的Cu与Li组元掺入过程，呈现出多路径、非同步的成分演化行为。不同于传统认为T_1p→T₁为突变式结构转变的观点，本研究揭示该过程实为成分主导的渐进式演化，颠覆了将“未成熟T1”视为独立结构相的传统分类方式。

本研究由南京工业大学丁立鹏副教授作为第一作者完成，苏州实验室杨庆波助理研究员与南京工业大学贾志宏教授共同担任通讯作者。