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利用先進(jìn)原位電子背散射衍射(EBSD)技術(shù)，上海交大材料學(xué)院輕合金研究團(tuán)隊在研究晶間變形協(xié)調(diào)機(jī)制中取得重要進(jìn)展并建立了鎂合金微觀變形機(jī)制研究新方法。位錯跨晶界激活孿晶(slip-induced twinning)是鎂合金中最重要的晶間變形協(xié)調(diào)機(jī)制之一，認(rèn)識其啟動規(guī)律和協(xié)調(diào)過程對鎂合金強(qiáng)塑性調(diào)控有重要指導(dǎo)意義。然而，目前對其研究只基于宏觀施密特定律假設(shè)，并沒有深入探討其啟動時的應(yīng)力狀態(tài)。在此研究中，作者發(fā)現(xiàn)了slip-induced twinning機(jī)制由微觀應(yīng)力主導(dǎo)的證據(jù)。
圖1(A)鎂合金中slip-induced twinning原位觀察;(B)取向差梯度分析;(C)晶體旋轉(zhuǎn)分析;(D)基面滑移系類型的確定
材料在變形過程中，位錯滑移會導(dǎo)致晶體的轉(zhuǎn)動，了解晶體的轉(zhuǎn)動規(guī)律反之可知位錯的行為?；诖怂悸罚竟ぷ鲝木w取向差梯度著手，分析單個變形鎂合金晶粒呈現(xiàn)的規(guī)律性拉長的(0001)極點(diǎn)。借助這種規(guī)律性的拉長和鎂合金基面位錯類型的聯(lián)系，基面滑移啟動類型和晶粒的局部應(yīng)力狀態(tài)得到確定。當(dāng)晶體的應(yīng)力狀態(tài)和正確的位錯類型被確定后，用于揭示slip-induced twinning變形協(xié)調(diào)機(jī)制的經(jīng)典幾何匹配因子(m')的有效性得到增加。該研究拓展了晶間變形協(xié)調(diào)機(jī)制的認(rèn)識，為鎂合金局部變形機(jī)制研究提供了科學(xué)的方法和新的思路。
相關(guān)成果以“Revealing slip-induced extension twinning behaviors dominated by micro deformation in a magnesium alloy”為題在國際期刊International Journal of Plasticity發(fā)表 (https://doi.org/10.1016/j.ijplas.2020.102669)。上海交大周碧晉博士生為第一作者，通訊作者為上海交大曾小勤教授和挪威科大Yanjun Li教授。其他合作作者來自青海大學(xué)、吉林大學(xué)和挪威科技大學(xué)。研究得到國家自然科學(xué)基金的支持。
近年來，在丁文江院士的大力支持下，曾小勤教授團(tuán)隊在鎂合金變形方面取得了一系列重要成果，多篇論文發(fā)表于Acta Materialia、International Journal of Plasticity、Scripta Materialia等國際知名期刊。
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