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纳米孪晶材料由于其特殊的高密度孪晶片层结构，往往表现出优异的力学和物理性能，如较高的强度、良好的韧性和加工硬化率以及高导电性等，这引起了材料和物理学家的广泛关注。关于纳米孪晶材料变形机制的研究，对理解其微观结构和宏观性能之间的关系具有非常重要的意义。这方面的研究近年来通过离位、原位力学实验和模拟计算等已经有比较成熟和全面的认识，但是对于某些变形机制和结构因素对力学性能的影响，还需要更深入的研究。 本文利用（高分辨）透射电镜原位拉伸技术结合定量应变分析方法，对等轴纳米孪晶Cu中的晶格位错和非共格孪晶界的交互作用、孪晶片层厚度对变形机制的影响等进行了研究。主要研究结果包括以下几个方面: 1.晶格位错在遇到非共格孪晶界时，会与非共格孪晶界上的Shockley不全位错发生位错反应，形成一个Burgers矢量大小为a/3[111]的Frank位错。虽然Frank位错在完整晶体中不可动，但是可以沿非共格孪晶界进行移动，同时伴随着非共格孪晶界的迁移。其运动过程是Frank位错和非共格孪晶界上的不全位错不断发生位错反应并交换双方位置的过程，位错反应所需要的临界剪切应力在正常的应力集中范围内。 2.通过原位透射电镜，发现在等轴晶纳米孪晶Cu的初始变形阶段，主要存在着两种位错的活动:typeⅠ型位错和typeⅢ型位错的形核和滑移。typeⅠ型位错主要形核于孪晶界上的台阶，之后沿倾斜于孪晶界的滑移面滑移并且和孪晶界发生交互反应;typeⅢ型位错形核于孪晶界/晶界交界处，沿孪晶界滑移。两种类型位错的活跃程度受孪晶片层厚度的影响。孪晶片层厚度较大时，typeⅠ型位错比较活跃;随着孪晶片层厚度的减小，typeⅢ型位错逐渐活跃，两者的转折大致发生在孪晶片层厚度为12-37 nm之间。 通过原位高分辨透射电镜，发现在孪晶界上的台阶和孪晶界/晶界交界处均有应力集中出现，并且应力集中程度受孪晶片层厚度的影响。孪晶界上台阶处的应力集中程度随着孪晶片层厚度的减小而减小，孪晶界/晶界交界处应力集中程度随着孪晶片层的减小而显著增大，两者的交叉点大致在18nm，这和位错类型活跃的转折点12-37 nm是一致的。