孪晶钨纳米线

揭示反常弱化机制

体心立方金属中孪晶界反常降低强度，为理解孪晶界对力学性能影响提供新视角。

崔俊峰 · Ma, Liang · 陈国新 · Nan, Jiang · 柯培玲 · 杨影影 · 王世良 · Nishimura, Kazuhito · LLorca, Javier

Materials Science & Engineering A: Structural Materials: Properties, Microstructure and Processing 2023

参数信息

断裂强度（孪晶）

13.7 GPa

断裂强度（单晶）

16.3 GPa

技术优势

澄清了孪晶界的反常作用

通过原位拉伸实验和原子尺度模拟，揭示了孪晶界与表面相交处提前萌生裂纹导致弱化的机制。

给出了直接的对比数据

在相同制备和测试条件下，孪晶纳米线断裂强度为13.7 GPa，单晶为16.3 GPa。

明确了弱化的先决条件

由于钨的高Peierls势垒和层错能抑制位错形核与滑移，传统位错/孪晶界强化机制失效，从而导致弱化。

应用场景

• 高温结构材料：揭示孪晶界对钨强度的反常影响，为设计高温结构件时避免意外弱化提供依据。
• 金属力学性能：用原位测试证明孪晶界并非总能强化金属，补充了体心立方金属力学行为的认识。
• 纳米线力学：提供钨纳米线单晶与孪晶样品的断裂强度直接对比数据，可用于校准纳米线力学模型。
• 纳米结构材料：指出纳米结构材料中孪晶界与表面相交处易萌生裂纹，为纳米结构设计规避弱点提供参考。