钛基合金广泛应用于航空航天和生物医学领域，其相结构主要包括呈密排六方的α相和呈体心立方结构的β相，在一定温度下，β和α相可以相互转变。正确理解一种新相是如何从其母相演化而来的，对于控制相变微结构和材料性能至关重要。浙江大学张泽院士团队余倩、西安交通大学马恩、张伟以及美国宾州州立大学陈龙庆研究团队通过先进的原位TEM实验，首次在钛合金中亚埃尺度级别上观察到了β和α相变之间产生的新结构随着时间的变化。在α→β相变的过程中，在α相基体中观察到纳米级的化学有序超结构，它的组成、化学序和晶体结构都与母相和产物相不同，但在转化为β相时产生了一个极低的能垒。当超结构中的钼浓度超过一个临界值时，相变可以通过原子局部振动快速完成。这种非经典的相变机制可能比过去认为的经典固态相变成核更常见。本文的研究加深了人们对钛合金相变的理解，为正确调控微观结构提供了理论基础。相关论文以“Atomic-scale observation of non-classical nucleation-mediated phase transformation in a titanium alloy”为题发表在Nature Materials。