纳米级台阶在Σ3{111}孪晶界处引发不稳定性，并促进位错胞的强化作用

《Scripta Materialia》：Nano-steps induce instability at Σ3{111} twin boundaries and promote dislocation cell strengthening

　　

李焕清|赵玉红|李宁|王新宇|宋卓|侯华

摘要

位错胞（Dislocation Cell, DC）强化是一种有效且新颖的方法，能够协同提升金属材料的强度和延展性。本研究通过在粗晶样品中引入均匀的位错胞结构，实现了超出Hall-Petch关系预测的强化效果。首先通过原子尺度表征和相场晶体模拟研究了位错胞与Σ3{111}孪晶以及堆垛错位之间的相互作用。研究表明，具有非零等效曲率的孪晶界（Twin Boundaries, TBs）有利于位错胞的形成。此外，直孪晶界介导的塑性变形过程分为两个阶段，而孪晶界的不稳定性源于纳米级台阶。最后，准原位表征证实，增加孪晶界台阶的数量可以促进位错转移，从而增强位错介导的塑性。这些发现可能为通过控制位错胞结构设计高强度和高延展性合金提供新的思路。