Sci Adv:B4C超硬材料位错引发剪切无定形化导致材料失效
纳米技术 纳米 2021-02-22

超硬材料的失效过程通常和应力导致无定形化过程有关,但是对这种结构变化过程中的机理过程仍难以得到很好的解释。有鉴于此,约翰斯·霍普金斯大学陈明伟等报道了通过相关实验对单晶碳化硼中剪切无定形化的起始过程研究,通过纳米压痕、透射电子显微镜进行表征。验证了和加载速率变化(比如突发性加载pop-in)导致通过剪切无定形化导致形成纳米尺度无定形带,表现在纳米压痕载荷-位移曲线上的变化

本文要点:

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对突发性加载过程中导致结构变化进行随机分析(Stochastic analysis),发现非常小的活化体积、较低的成核速率、剪切无定形化过程中的低活化能,展示了该过程中引发通过位错形核(dislocation nucleation)导致高压结构改变被激活,这种位错导致无定形化的现象对理解超硬材料在远低于理论强度的过程中发生失活过程的机理过程非常重要。

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参考文献

Kolan Madhav Reddy et al. Dislocation-mediated shear amorphization in boron carbide, Science Advances 2021, 7(8), eabc6714

DOI: 10.1126/sciadv.abc6714

https://advances.sciencemag.org/content/7/8/eabc6714


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