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《Nat. Commun.》呂昭平等工作：高熵合金中彈性應(yīng)變誘導(dǎo)的非晶化.

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期：2024-06-05  瀏覽次數(shù)：2599
彈性穩(wěn)定性是理解晶體固體對(duì)外部刺激的結(jié)構(gòu)響應(yīng)的基礎(chǔ)，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(guān)重要。

日前，北京科技大學(xué)呂昭平、吳淵教授團(tuán)隊(duì)和浙江大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授劉嘉斌以及浙江大學(xué)交叉力學(xué)中心執(zhí)行主任王宏濤等合作，結(jié)合第一性原理計(jì)算和原子分辨率化學(xué)映射，研究發(fā)現(xiàn)彈性應(yīng)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(dǎo)致的位錯(cuò)形核受阻密切相關(guān)。相關(guān)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(jī)械測(cè)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(dāng)彈性應(yīng)變達(dá)到 ∽ 10% 時(shí)，觀察到 HEA 晶格突然失去有序性。這種彈性應(yīng)變引起的非晶化與之前報(bào)道的位錯(cuò)介導(dǎo)的彈性不穩(wěn)定性和缺陷積累介導(dǎo)的非晶化形成本質(zhì)對(duì)比，引入了一種新形式的彈性不穩(wěn)定性。在約10%的彈性應(yīng)變下，高熵合金晶格會(huì)經(jīng)歷非晶化轉(zhuǎn)變。這種非晶化過(guò)程與傳統(tǒng)的位錯(cuò)介導(dǎo)的塑性變形不同，為高熵合金的力學(xué)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(guān)鍵因素，且合金的局部原子環(huán)境不均勻性是抑制位錯(cuò)形核的主要原因。這些發(fā)現(xiàn)不僅增進(jìn)了對(duì)高熵合金彈性不穩(wěn)定性的理解，也為設(shè)計(jì)新型高性能合金材料提供了理論基礎(chǔ)。

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