晶界是纳米金属塑性变形过程中的主要位错源，研究表明晶界处的位错形核与纳米金属的宏观力学性能密切相关。分析晶界取向差及溶质偏聚对晶界处位错形核的综合影响对于进一步理解纳米金属的塑性变形机制至关重要。通过分子动力学与蒙特卡洛混合模拟的方法研究了铝（Al）合金中溶质元素铜（Cu）和镁（Mg）的偏聚特性及其与晶界处位错形核的关系。研究结果表明，在晶界处溶质Cu的偏聚位置比Mg更具优势。Cu原子倾向于占据体积较小的晶界位置，而Mg原子则主要占据原子体积最大的晶界位置。与大角度晶界相比，小角度晶界处的溶质偏聚显著抑制了晶界处的位错形核，并且Cu的抑制作用比Mg更为显著。对于小角度晶界，溶质Cu增加了Al的层错能，从而抑制了在变形过程中小角度晶界处的晶界位错分解。相比之下，Mg的偏聚对抑制小角度晶界的位错形成影响较小。对于大角度晶界，晶界处的局部应力集中是导致位错形核的最主要原因。沿拉伸方向的晶界应变随着溶质含量的增加而减小，但并不直接影响晶界处位错的形核应力。大角度晶界的位错形核应力主要取决于多向应变引起的晶界局部变形。

相关研究工作以题为“Coupled misorientation and solute segregation effects on dislocation nucleation from grain boundaries in Al alloys”的研究论文发表在《Materials Research Letters》上，博士生廖卓晶为论文第一作者，指导老师为张亮副教授和黄晓旭教授。该研究得到了国家自然科学基金重点项目（52130107）和高端装备机械传动全国重点实验室项目（SKLMT-ZZKT-2024Z04）的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1080/21663831.2025.2579331