中国科学院大学《Acta Materialia》循环加载过程中孪晶对纳米孪晶铜断裂的增韧作用

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导读:由于疲劳断裂是结构部件材料应用中的主要失效模式，因此对材料疲劳性能的改进已经成为广泛研究的重点。引入高密度孪晶是提高断裂韧性的新策略;然而，在疲劳期间驱动这种增强的机制仍然难以捉摸。本文采用相关透射电镜研究了循环载荷下孪晶对纳米孪晶Cu断裂韧性的影响。结果揭示了三种增韧机制:桥接、孪晶片弯曲和沿孪晶边界的韧性开裂。这三种增韧机制的发生在很大程度上取决于孪晶厚度和裂纹取向，因为在不同的情况下会激活不同的位错模式。具体来说，沿孪晶边界的桥接和延性裂纹分别是由硬I型位错的堆积和连续发射促成的，而孪晶片的弯曲则是由裂纹尖端应力引发的相同符号软模位错的累积所控制的。这些发现揭示了纳米孪晶金属在循环加载过程中孪晶的潜在增韧机制，为高韧性纳米层材料的设计提供了有价值的指导。 ………………………………