晶界在金属晶体材料中分布广泛,对金属材料各项力学性能具有重要影响,其中晶界可以强化材料,但界面处应力集中会导致疲劳损伤开裂。1984年日本东北大学Watanabe教授提出晶界设计(GBD: Grain-boundary Design)和晶界工程(GBE: Grain-boundary Engineering)的概念,希望通过在延性多晶体中引入性能好的界面来提高材料的综合性能,这为通过调控晶界类型和分布来设计高性能材料提供了新的思路。
上述研究工作得到了国家自然科学基金重大、杰青、重点和面上项目的长期资助(50571104、50625103、50890173、51171194、51471170、51501197)以及中国科学院青年促进会(2021192)项目及教育部科研业务费的资助。
图2 铜双晶体中非共格孪晶界与加载轴呈不同倾角时疲劳损伤行为。界面垂直于加载轴时(a) 界面疲劳裂纹与(b)主滑移系;界面倾斜一定角度时(c)主滑移系与(d)滑移带裂纹。
图3 层错能和晶体取向对铜合金多晶体滑移带与孪晶界疲劳开裂转变机制的协同影响。
图4 大角晶界、孪晶界、小角晶界低周疲劳损伤开裂难易程度比较。
联系客服