超快衝擊壓縮下鎢晶格脆化機制

近期，武漢大學和法赫德國王石油與礦産大學研究者共同采用大尺度分子動力學方法研究了在超快衝擊壓縮應變下鎢晶格的脆化機制，表現爲不同晶格缺陷種類的增殖演化及相互作用，包括位錯增殖與運動、空位演化、缺陷原子團簇對位錯滑移的釘扎效應等。

金屬鎢及其合金材料因有較高的機械强度、優异的耐腐蝕性與抗輻射性，而在核反應堆、高强度裝甲等方面有著廣闊的應用前景。然而，鎢合金本身的硬脆性及高輻射環境中輻射損傷産生的應力裂紋、位錯環和氣泡等缺陷，都極大地降低了其機械强度和使用壽命。

激光衝擊强化是一種先進的金屬材料表面强化技術，激光誘導的等離子體衝擊效應在金屬表層産生的超快壓縮形變可以有效改善金屬表面的機械强度、耐腐蝕性和疲勞壽命等。因而研究超快應變下鎢晶格內的缺陷演化過程，對推動鎢基合金材料的强化、脆化及缺陷研究具有重要意義。

分子動力學研究表明，在超快壓縮應變下，金屬鎢比鐵擁有更强的硬脆性，空位缺陷的存在促進了缺陷網結構的擴展及自身周圍區域的位錯成核，從而縮短了鎢晶格的彈性變形階段，降低了屈服應變和彈性極限强度。位錯的成核生長、快速增殖及滑移運動是晶格塑性形變的主要現象，位錯的運動加速了晶格的屈服過程，降低了鎢晶格的彈性力學性能。

大量位錯的相互纏結及複雜缺陷網結構對位錯運動的釘扎效應可以有效提升晶格的力學性能，同時也增强了晶格的硬脆性，是金屬晶格應變强化的主要機制。這些原子水平的認知豐富了鎢基金屬强化與缺陷演變的理論體系，對鎢基金屬材料的設計和製造有重要的參考意義。

• < 前一頁
• 下一個 >