【摘 要】
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多晶材料的强度随晶粒尺寸减小而提高。但理论分析及分子动力学模拟结果显示,当材料晶粒尺寸小于某个临界值后,进一步减小晶粒尺寸可能导致材料软化。多晶体材料极值强度的出
【机 构】
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中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室; 丹麦Risφ国家实验室;
【基金项目】
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国家自然科学基金(50431010,50621091,50725103和50890171);国家973计划(2005CB623604)
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多晶材料的强度随晶粒尺寸减小而提高。但理论分析及分子动力学模拟结果显示,当材料晶粒尺寸小于某个临界值后,进一步减小晶粒尺寸可能导致材料软化。多晶体材料极值强度的出现是由于塑性变形的控制机制由晶格位错运动逐步转化为晶界行为。本研究组研究了具有不同孪晶片层厚度的纳米孪晶纯铜的极值强度,结果发现强度随孪晶片层厚度下降而提高。当孪晶片层厚度为15nm时,材料强度达到最大值。进一步减小孪晶片层,强度反而减小、出现软化现象。随孪晶片层减小,样品的塑性和加工硬化能力单调增加。分析表明纳米孪晶铜中极值强度的出现是由于随孪晶片层尺寸减小塑性变形机制从位错孪晶界相互作用主导转变为由孪晶片层结构中预存位错运动主导所致。
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