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《Nat. Commun.》吕昭平等工作:高熵合金中弹性应变诱导的非晶化.

放大字体  缩小字体 发布日期:2024-06-05  浏览次数:2152
弹性稳定性是理解晶体固体对外部刺激的结构响应的基础,包括熔化、初始塑性和断裂。高熵合金(HEAs)在拉伸载荷下的弹性稳定性至关重要。

日前,北京科技大学吕昭平、吴渊教授团队和浙江大学材料科学与工程学院教授刘嘉斌以及浙江大学交叉力学中心执行主任王宏涛等合作,结合第一性原理计算和原子分辨率化学映射,研究发现弹性应变引起的非晶化与高熵合金中由于局部原子环境不均匀性导致的位错形核受阻密切相关。相关研究成果以“Elastic strain-induced amorphization in high-entropy alloys”为题发表在Nature Communications上。

研究人员利用原位机械测试和透射电子显微镜中的原子分辨率表征研究了一系列高熵合金(HEA)的弹性稳定性。在拉伸载荷下,当弹性应变达到 ∽ 10% 时,观察到 HEA 晶格突然失去有序性。这种弹性应变引起的非晶化与之前报道的位错介导的弹性不稳定性和缺陷积累介导的非晶化形成本质对比,引入了一种新形式的弹性不稳定性。在约10%的弹性应变下,高熵合金晶格会经历非晶化转变。这种非晶化过程与传统的位错介导的塑性变形不同,为高熵合金的力学行为提供了新视角。研究还发现,合金中主要元素的数量是触发非晶化的关键因素,且合金的局部原子环境不均匀性是抑制位错形核的主要原因。这些发现不仅增进了对高熵合金弹性不稳定性的理解,也为设计新型高性能合金材料提供了理论基础。

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