滑移誘導孿晶在HCP多晶中是一種常見的現象。研究人員通常用Luster Morris因子 (即m′因子) 來評價相鄰晶粒間滑移系與孿晶系之間的關係。然而，Luster-Morris因子僅僅是一個幾何關係，並不包含孿晶開動所需的應力資訊。如果不考慮應力要素，就無法定量描述這一物理過程。此外，由於表徵工具的滯後，研究人員一直無法直接觀測孿晶生成過程中晶粒內的區域性應力變化，從而無法進一步理解材料的孿晶行為。
近日，哈工大蔣少松研究員與季華實驗室譚軍研究員透過原位高分辨EBSD拉伸，對上述這些問題給出了定量化的結論。相關成果以“The evolution of local stress during deformation twinning in a Mg-Gd-Y-Zn alloy”發表在金屬學期刊Acta Materialia上。
論文連結：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359645421008314
研究人員發現，在滑移誘導孿晶這一過程中，孿晶面上的切應力處在一個動態變化的過程。如圖1a所示，在形核階段，孿晶面上的切應力為正，此時應力方向沿著孿晶的剪下方向。而在孿晶長大後，孿晶面上的切應力變為負值。同時，研究人員透過測得的區域性9個柯西應力張量，計算出開動孿晶的區域性施密特因子，如圖1b所示。孿晶在形核前，晶粒內的區域性施密特因子最大；孿晶生成後，區域性施密特因子變小，甚至變為負值。同圖1d中未開動的{10-12}孿晶相比，開動孿晶具有最大的區域性施密特因子。
圖2 滑移誘導孿晶的閾值曲線
此外，透過LusterMorris因子與區域性施密特因子相乘，研究人員給出了滑移誘導孿晶這一物理過程的閾值曲線，如圖2所示。這些發現拓寬加深了我們對材料孿晶變形的理解，幫助研究者可以更好的模擬材料的變形行為。
圖2 滑移誘導孿晶的閾值曲線
哈工大博士生賈勇為論文第一作者。該項研究得到了國家自然科學基金，NSAF聯合基金等專案的資助，在這裡對專案中曾經給予協助的有關人士致以衷心的感謝!
*感謝論文作者團隊對本文的大力支援。
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