在材料成型过程中，晶体成核、溶质俘获、溶质阻滞、枝晶生长、凝固和熔化等现象与固-液界面的性质息息相关。尤其是界面能的最小化和界面动力学过程，对微观结构在空间和时间上的演化起着关键作用。在该领域，定量模拟远离平衡状态下的固-液界面性质是一项挑战，建立固-液界面的理论模型并厘清其物理机制具有重要意义。

近日，南京航空航天大学易敏教授课题组通过毛细振荡法和Gibbs-Thomson效应研究了强非平衡态和外部应变对固-液界面性质的影响，揭示了极大温度梯度、极大过冷度和应变对界面能/刚度和界面速度的影响规律和机制，建立了应变修正的界面Gibbs-Thomson条件。研究发现，在极端温度梯度下，发现固-液界面刚度和界面速度均随温度梯度增加而增加，揭示了极大过冷度下界面速度与温度之间的非线性关系。结果表明，1%–3%的外部应变使界面刚度降低10%–30%。同时，应变促进了固-液界面的运动，这是由于拉伸应变降低了界面移动活化能和粘度系数。通过引入线性界面刚度-应变关系和界面活化能-应变关系，修正并提出了应变依赖的G-T效应。该工作通过对强非平衡态下固-液界面性质的系统性理论分析，为增材制造或极端制造中的固-液界面行为提供了重要的预测性指导。

该研究以“Far-from-equilibrium solid-liquid interfacial properties of aluminum”为题，发表在金属领域顶级期刊Acta Materialia（影响因子8.3，https://doi.org/10.1016/j.actamat.2024.120279）。易敏教授为论文通讯作者，博士研究生殷艳为第一作者。