剪切带的形成通常不是一个好的迹象在材料——乐队经常出现在材料断裂或失败。但威斯康亚博网站下载星-麦迪亚博老虎机网登录逊大学的材料科学与工程研究人员已经发现,剪切带并不总是消极的;在合适的条件下,他们可以提高延性,或材料的可塑性,。
由Izabela Szlufarska,威斯康辛大学麦迪逊分校材料科学与工程教授,研亚博网站下载究人员的亚博老虎机网登录细节工作6月29日发表在《自然材料》杂志上。
使用实验表征和模拟,研究小组发现潜在的策略鼓励剪切带。这可能会导致增加韧性的新方法的一系列广泛的材料。亚博网站下载
“在以前的论文,我们表明,剪切带在一个叫钐钴的材料可以是有益的,”Szlufarska说。“导致了问题,当剪切带形成吗?”和“当他们支持塑性和断裂吗?当你想避免它们,当你想推广他们?”
与晶体亚博网站下载结构材料,如金属和陶瓷,可塑性是由小结构晶格内违规行为混乱。这些混乱可以通过晶格,并提供一些给移动,它允许材料如金属弯而不分裂的刚性结构的债券。亚博网站下载然而,这些混乱是锁定到位,通过硬化技术或天然结构性变化,材料就越脆弱。
这就是为什么Szlufarska和她的团队中惊奇地发现,钐钴、脆性金属间化合物材料用于制造强大的磁铁,无定形,或非结构化、剪切带增加了材料的塑性和没有失败的标志。相反,这些领域充当了润滑剂,使飞机的原子互相回避没有创建一个骨折。
研究小组推测,这些类型的有益的剪切带形成的材料,容易结晶和无定形的阶段之间的过渡。亚博网站下载为了验证这一点,他们研究了铝钐、玻璃材料广泛的研究NSF-supported Szlufarska和她的同事的威斯康辛大学麦迪逊分校材料科学研究和教育中心。亚博网站下载亚博老虎机网登录使用原子水平模拟,Szlufarska集团预测,这种材料的结晶形式也应该在压力下形成剪切带。他们不仅证实了在实验室里找到,而且不同的原子成分铝钐、制作版本,剪切带导致断裂或塑性。
理解领导的团队提出的标准筛选新材料会表现出类似的属性和识别时剪切带是有益的。亚博网站下载希望这些参数将有可能搜索数据库来识别材料可以受益于掺杂或工程促进剪切带的形成。亚博网站下载
“增加韧性,或材料或压力的能量可以之前休息,由两个或三到四次可以很强大,”Szlufarska说。“在这篇文章中,我们扩展我们的发现一种新的材料。亚博网站下载但这不是结束。”
团队打算测试传统结构材料如氧化物、碳化物和硼化来决定如何优化。亚博网站下载
“我们更了解这是如何发生,以及怎样去寻找,“Szlufarska说。“我认为我们已经确定这些材料的设计的关键,现在我们想带他们去其他类”。亚博网站下载
来源:https://www.wisc.edu/