納米結(jié)構(gòu)材料具有極高的強(qiáng)度，但低的韌性與延伸率成為制約其發(fā)展的瓶頸，因此，納米材料塑性變形機(jī)制的研究成為力學(xué)與材料科學(xué)共同關(guān)注的重要課題。中科院力學(xué)所洪友士研究員課題組、中科院金屬所盧柯研究員課題組近期開展的國際合作研究在納米力學(xué)領(lǐng)域，特別在納米材料塑性變形機(jī)制等方面取得了重要的進(jìn)展。
其研究工作表明，晶體結(jié)構(gòu)與層錯(cuò)能顯著影響納米金屬的塑性變形機(jī)制以及晶體缺陷構(gòu)成。在低層錯(cuò)能納米金屬hcp-Co中，塑性變形機(jī)制包含點(diǎn)陣位錯(cuò)晶體學(xué)滑移和位錯(cuò)分解為不全位錯(cuò)與層錯(cuò)的兩個(gè)過程，位錯(cuò)分解可發(fā)生于納米尺度。熱力學(xué)亞穩(wěn)的fcc-Co中，應(yīng)變誘導(dǎo)的馬氏體相變和孿生變形，導(dǎo)致相變誘導(dǎo)塑性(TRIP)和孿生誘導(dǎo)塑性(TWIP)效應(yīng)，共同引起材料的加工硬化，從而可提高納米晶體的拉伸延伸率。同時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)應(yīng)變誘導(dǎo)納米金屬的機(jī)制為馬氏體和孿晶造成的分割細(xì)化。這些特征與高層錯(cuò)能材料的位錯(cuò)滑移變形機(jī)制明顯不同。
納米材料力學(xué)特性依賴于塑性變形機(jī)制、局域結(jié)構(gòu)相變與晶體缺陷(孿晶、位錯(cuò)、晶界等)及其演化。該項(xiàng)研究對于納米材料塑性變形機(jī)制的設(shè)計(jì)與控制、發(fā)展高性能的納米結(jié)構(gòu)金屬材料從而拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域具有重要的意義。
同時(shí)，上述工作也深化了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的表面機(jī)械變形自納米化技術(shù)的研究。相關(guān)工作已發(fā)表在材料科學(xué)期刊Acta Materialia (Wu X, Tao N, Hong Y, Liu G, Xu B, Lu J, Lu K, 2005, 53(3): 681-91)和Scripta Materialia (Wu X, Tao N, Hong Y, Lu J, Lu K. 2005. 52(7): 547-51)上。
其研究工作表明，晶體結(jié)構(gòu)與層錯(cuò)能顯著影響納米金屬的塑性變形機(jī)制以及晶體缺陷構(gòu)成。在低層錯(cuò)能納米金屬hcp-Co中，塑性變形機(jī)制包含點(diǎn)陣位錯(cuò)晶體學(xué)滑移和位錯(cuò)分解為不全位錯(cuò)與層錯(cuò)的兩個(gè)過程，位錯(cuò)分解可發(fā)生于納米尺度。熱力學(xué)亞穩(wěn)的fcc-Co中，應(yīng)變誘導(dǎo)的馬氏體相變和孿生變形，導(dǎo)致相變誘導(dǎo)塑性(TRIP)和孿生誘導(dǎo)塑性(TWIP)效應(yīng)，共同引起材料的加工硬化，從而可提高納米晶體的拉伸延伸率。同時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)應(yīng)變誘導(dǎo)納米金屬的機(jī)制為馬氏體和孿晶造成的分割細(xì)化。這些特征與高層錯(cuò)能材料的位錯(cuò)滑移變形機(jī)制明顯不同。
納米材料力學(xué)特性依賴于塑性變形機(jī)制、局域結(jié)構(gòu)相變與晶體缺陷(孿晶、位錯(cuò)、晶界等)及其演化。該項(xiàng)研究對于納米材料塑性變形機(jī)制的設(shè)計(jì)與控制、發(fā)展高性能的納米結(jié)構(gòu)金屬材料從而拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域具有重要的意義。
同時(shí)，上述工作也深化了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的表面機(jī)械變形自納米化技術(shù)的研究。相關(guān)工作已發(fā)表在材料科學(xué)期刊Acta Materialia (Wu X, Tao N, Hong Y, Liu G, Xu B, Lu J, Lu K, 2005, 53(3): 681-91)和Scripta Materialia (Wu X, Tao N, Hong Y, Lu J, Lu K. 2005. 52(7): 547-51)上。
