《Nat. Commun.》呂昭平等工作:高熵合金中彈性應變誘導的非晶化.

發(fā)布日期:2024-06-05 瀏覽次數(shù):
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彈性穩(wěn)定性是理解晶體固體對外部刺激的結構響應的基礎,包括熔化、初始塑性和斷裂。高熵合金(HEAs)在拉伸載荷下的彈性穩(wěn)定性至關重要。
日前,北京科技大學呂昭平、吳淵教授團隊和浙江大學材料科學與工程學院教授劉嘉斌以及浙江大學交叉力學中心執(zhí)行主任王宏濤等合作,結合第一性原理計算和原子分辨率化學映射,研究發(fā)現(xiàn)彈性應變引起的非晶化與高熵合金中由于局部原子環(huán)境不均勻性導致的位錯形核受阻密切相關。相關研究成果以“Elastic strain-induced amorphization in high-entropy alloys”為題發(fā)表在Nature Communications上。
研究人員利用原位機械測試和透射電子顯微鏡中的原子分辨率表征研究了一系列高熵合金(HEA)的彈性穩(wěn)定性。在拉伸載荷下,當彈性應變達到 ∽ 10% 時,觀察到 HEA 晶格突然失去有序性。這種彈性應變引起的非晶化與之前報道的位錯介導的彈性不穩(wěn)定性和缺陷積累介導的非晶化形成本質對比,引入了一種新形式的彈性不穩(wěn)定性。在約10%的彈性應變下,高熵合金晶格會經(jīng)歷非晶化轉變。這種非晶化過程與傳統(tǒng)的位錯介導的塑性變形不同,為高熵合金的力學行為提供了新視角。研究還發(fā)現(xiàn),合金中主要元素的數(shù)量是觸發(fā)非晶化的關鍵因素,且合金的局部原子環(huán)境不均勻性是抑制位錯形核的主要原因。這些發(fā)現(xiàn)不僅增進了對高熵合金彈性不穩(wěn)定性的理解,也為設計新型高性能合金材料提供了理論基礎。
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