Effects of intrinsic strain on the structural stability and mechanical properties of phosphorene nanotubes
使用分子动力学（MD）模拟，我们探讨了磷烯纳米管（PNT）的结构稳定性和机械完整性，在管状PNT结构中的固有应变起着重要的作用。有人提出，大直径扶手椅型PNTs（armPNTs）的原子结构可以在较高的温度下保持稳定，但在环向方向上的高本征应变使锯齿形PNTs（zigPNTs）不太有利。PNTs的力学性能，包括杨氏模量和断裂强度，对直径敏感，表现出尺寸依赖性。提出了一个简单的模型来表达的杨氏模量的内在轴向应变，这反过来又取决于直径的PNTs的函数。此外，臂形碳纳米管的压缩屈曲是长度相关的，随着直径/长度比的增大，其失稳模式由柱屈曲向壳屈曲过渡。
2016-01-14 cond-mat.mtrl-sci
Mechanical behavior of InP twinning superlattice nanowires
采用金属有机物气相外延方法，沿锌-铟密排[111]方向生长了平均孪晶间距约为13 nm的无锥度InP孪晶超晶格（TSL）纳米线。通过在透射电子显微镜上进行原位单轴拉伸实验，研究了InP TSL纳米线在拉伸条件下的力学性能和断裂机制。测定了沿[111]方向的弹性模量、破坏应变和拉伸强度。没有证据的非弹性变形机制被发现之前断裂，这发生在脆性的方式沿孪晶界。实验结果得到了支持的分子动力学模拟的拉伸变形的纳米线，也表明，断裂的孪晶纳米线发生在无非弹性变形机制的裂纹从纳米线表面沿孪晶界的传播。
2019-08-29 cond-mat.mtrl-sci
Spin-polarized quantum transport properties through flexible phosphorene
利用第一性原理研究了在机械拉伸和弯曲作用下磷烯区镍电极的隧道磁电阻和自旋注入效率。在这些机械变形下，TMR和SIE都得到了很大的改善。当沿磷烯的扶手椅输运（{ \it y}-）方向施加0 ~ 15%的单轴拉伸（$\varepsilon_y$）时，在$\varepsilon_y=10\%$处的TMR比增加到最大值10 7%，而SIE随应变的增加从8%单调增加到4 3%.在平面外弯曲时，在弯曲比0 ~ 3.9%范围内，TMR从7%提高到50%，同时SIE也从平面磷烯的30%提高到70%左右。这种行为的TMR和SIE主要是由自旋上的电子在平行配置，这是高度依赖于所施加的机械拉伸和弯曲的传输。我们的研究结果表明，磷烯基隧道结在柔性电子领域有着广阔的应用前景。
2016-10-07 cond-mat.mtrl-sci
Effects of temperature and strain rate on mechanical behaviors of Stone-Wales defective monolayer black phosphorene
采用反作用力场的分子动力学（MD）模拟方法研究了单层黑磷烯（MBP）的力学行为。结果表明，温度和应变速率对MBP的力学性能有显著影响，SW（Stone-Wales）缺陷进一步削弱了MBP的力学性能。在一般情况下，无论是原始的和SW缺陷MBP的拉伸强度下降，随着温度的升高或应变速率的降低。令人惊讶的是，对于相对高的温度和低的应变速率，在扶手椅拉伸下观察到SW-2缺陷MBP从黑色磷烯到β相（β-P）和γ相（γ-P）的混合物的相变，而在Z字形拉伸下观察到SW-2缺陷的自愈合。建立了SW-2缺陷MBP在不同温度和应变速率下的扶手椅拉伸变形图，为磷烯同素异形体的应变设计提供了依据。本文提出的结果产生有用的见解，设计和调整的结构，和磷烯的机械和物理性能。
2017-11-08 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Characterisation of slip and twinning in high rate deformed zirconium with electron backscatter diffraction
锆合金在核工业中用作结构材料，并且在成形期间和在反应堆事故的情况下可以经受高应变率加载条件。在这种情况下，应变率相关的力学性能，晶体学织构和变形模式，如滑移和变形孪晶之间的关系，在这项工作中进行了探索。将工业纯锆在准静态和高应变率载荷下变形至10%的工程应变，并使用电子背散射衍射（EBSD）对样品进行事后分析以观察不同的孪晶和滑移系统被激活。从局部晶间取向差图中识别出孪晶类型，从长程晶内取向差图中识别出活动滑移系。我们链接表征的机械响应，孪生类型和形态，以及相对滑移系统激活作为加载模式的函数。我们发现，强度和硬化的变化可以与孪生的相对倾向和活动滑移系的数量。
2018-03-01 cond-mat.mtrl-sci
Influence of deformation and annealing twinning on the microstructure and texture evolution of face-centered cubic high-entropy alloys
研究了等原子态CoCrFeMnNi高熵合金（HEA）在变形和退火过程中激活的物理机制对显微组织和织构演变以及力学性能的影响。采用冷轧和退火相结合的方法来研究HEA的变形、恢复、部分再结晶和完全再结晶状态。通过电子背散射衍射、透射电子显微镜和X射线衍射进行了详细的微观结构和织构分析。使用单轴拉伸试验评价机械性能。本次调查的一个具体重点放在研究变形和退火孪晶对材料行为的影响。结果表明，在冷轧变形过程中，孪晶促进了Cu型织构向Cu型织构的转变，而退火孪晶则对再结晶过程中形成的织构产生强烈的改性作用。实验和元胞自动机模拟结果证实了特定孪晶取向的形成和再结晶织构的随机化。在冷轧和退火材料的拉伸过程中，观察到高的加工硬化性。我们将这种行为主要归因于平面位错滑移的主导地位和动态恢复的趋势降低，因为观察到变形孪晶仅在非再结晶晶粒中激活，因此对整体塑性的贡献最小。详细讨论了形变/退火孪晶与材料行为的关系。
2017-12-05 cond-mat.mtrl-sci
Modulation of electronic and mechanical properties of phosphorene through strain
我们报告的弹性，振动和电子性质的第一性原理研究最近合成的磷烯。通过计算Grüneisen参数，我们评估了对称双轴应变下拉曼/红外激活模的频移。我们还研究了诱导超导金属过渡，间隙的大小，和有效质量的载流子在各种应变配置。此外，我们展开的出现一个特殊的Dirac-shaped分散体的特定应变条件下，包括取向的拉伸应变。所观察到的线性能量谱具有对应于其每个线性分支的不同速度，并且限于第一布里渊区中的$Γ-X$方向。
2015-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Plastic Work Partitioning During Slip- and Twinning-Dominated Deformation in AZ31B Magnesium Alloy
Institute of Fundamental Technological Research, Polish Academy of Sciences（波兰科学院基础技术研究所）
研究了AZ31B镁合金在滑移和孪生主导变形中的塑性功分配，揭示了不同变形机制对能量存储和耗散的影响。
2026-07-14 cond-mat.mtrl-sci
Phosphorene as a nanoelectromechanical material
基于密度泛函方法，结合Landauer输运理论，研究了机械应变对磷烯化学键的影响及其对电子性质的影响.此外，沿Z字形方向的拉伸应变的电荷输运性质的双端磷烯器件的效果进行了评估。平面内的相互作用，特别是在应变磷烯的下一个最近的邻居之间的增强，被发现是必不可少的能带结构的演变。电荷输运分析表明，磷烯具有很强的压电电导敏感性，这使得该材料非常适合高压纳机电应用。压电电导应变计因子随应变从5%张力下的46增加到12%张力下的220，这与最先进的硅应变传感器相当。传输路径监测的电流流动的化学键和跳跃，然而，传输主要是由通过化学键的电荷转移。沿Z字形和扶手椅方向的输运性质的各向异性很强。
2018-09-27 cond-mat.mtrl-sci
Thermodynamically-consistent derivation and computation of twinning and fracture in brittle materials by means of phase-field approaches in the finite element method
提出了一个预测两种各向异性脆性材料，即单晶镁和碳化硼的破坏行为的理论计算框架。本构方程推导，在小变形和大变形，通过使用热力学，以建立一个完全耦合和瞬态孪晶和裂纹系统。为了研究常见的变形机制（例如，孪生和断裂），采用基于Ginzburg-Landau的相场论与力学平衡方程耦合，在有限元模拟框架下对以下问题进行了整体求解：（i）二维单晶镁和碳化硼在简单剪切变形下的孪生演化;（ii）纯Ⅰ型和Ⅱ型载荷下镁的裂纹诱导孪晶;（iii）双轴压缩载荷下均匀单晶碳化硼的断裂研究。通过稳态相场方法验证了结果，并通过文献中的实验数据进行了验证。这种计算方法的成功依赖于使用两个不同的相场（顺序）参数有关的断裂和孪生。在基于Python的开源平台FEniCS中开发了基于有限元方法的代码。我们公开的代码和开发的算法可以扩展到动态加载或热激活机制下的相变的研究，其中各种变形机制之间的竞争占在当前的综合模型方法。
2022-06-24 cond-mat.mtrl-sci
Proliferation of Twinning in HCP Metals: Application to Magnesium
金属合金的塑性形变通常通过滑移发生，但偶尔也会发生孪晶。特别是，孪晶在六方密堆积材料中是重要的，其中易滑移系统不足以容纳任意变形。虽然通过滑移机制的变形是相当好的理解，仍然知道较少的孪生变形。事实上，相关的孪生模式的识别仍然是一门艺术。在本文中，我们开发了一个通用的框架相结合的基本运动学定义的双胞胎与大规模的原子计算来预测晶体材料的孪生模式。我们应用这个框架，镁有两个公认的孪生模式-张力和压缩，但一些异常的观察。令人惊讶的是，我们的框架表明，有一个非常大量的孪生模式是重要的变形过程中的镁与异常观测一致。因此，在传统的观点，其中塑性形变是运动学划分之间的几种模式，我们的研究结果认为，在HCP材料的物理变形是由许多可能性之间的能量和动力学的竞争。因此，我们的研究结果表明，常用的变形物理模型需要重新审视，以考虑到更广泛和更丰富的各种孪生模式，并可能指出改善机械性能的新途径。
2017-08-04 cond-mat.mtrl-sci
Mechanical behavior of steels: from fundamental mechanisms to macroscopic deformation
我的科学活动旨在了解和预测钢的机械行为，从基本机制到宏观变形。这篇手稿致力于研究高锰奥氏体钢的双晶效应（孪晶诱导塑性）和更传统的铁素体-马氏体钢的双相效应（DP效应）。
2014-01-08 cond-mat.mtrl-sci
δ-phosphorene: a two dimensional material with high negative Poisson's ratio
作为一个基本的力学参数，泊松比（ν）测量固体对外部载荷的机械响应。在极少数情况下，材料具有负泊松比（NPR），并呈现有趣的拉胀效应。也就是说，当材料在一个方向上拉伸时，它将在垂直方向上膨胀。为了设计具有特殊功能的现代纳米机电器件，二维（2D）拉胀材料是非常理想的。在这项工作中，基于第一性原理计算，我们重新发现了先前提出的δ-磷烯（δ-P）纳米片[Jie Guan等人，物理修订信函2014，113，046804]是具有高NPR的良好拉胀材料。结果表明，δ-P的杨氏模量和泊松比均为各向异性。沿沟槽方向的NPR值高达-0.267，远高于最近报道的二维拉胀材料。δ-P的拉胀效应来源于其褶皱结构，由于层间相互作用较弱，其拉胀效应对层数不敏感。此外，δ-P具有较小的弹性模量和较高的临界裂纹应变，具有良好的柔韧性。如果δ-P能被合成，这些特殊的性质将使其在低维机电器件设计中具有巨大的潜力。
2016-11-03 cond-mat.mtrl-sci
Effect of shape on mechanical properties and deformation behavior of Cu nanowires: An atomistic simulations study
本文通过原子模拟比较三角形、正方形、五边形、六边形和圆形[100] Cu纳米线，揭示形状对屈服强度、变形机制及失效应变的影响。
2023-09-26 cond-mat.mtrl-sci
Understanding the influence of yttrium on the dominant twinning mode and local mechanical field evolution in extruded Mg-Y alloys
University of Michigan（密歇根大学）
本研究通过实验和建模揭示了钇对镁-钇合金中孪晶模式及局部机械行为的影响，发现钇含量增加会抑制TT1孪晶并促进TT2孪晶，同时影响滑移与孪晶的CRSS比。
2026-02-18 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
A non-local model for the description of twinning in polycrystalline materials in the context of infinitesimal strains: application to a magnesium alloy
提出一种考虑形变孪生的多晶塑性非局部模型，通过谱求解器模拟AZ31镁合金，揭示基面滑移与拉伸孪生共同控制力学行为，并验证织构与内应力演化的实验一致性。
2022-03-10 cond-mat.mtrl-sci
Strain-Engineering Anisotropic Electrical Conductance of Phosphorene and Few-Layer Black Phosphorus
新制备的单层磷烯及其少层结构由于其有限的直接带隙和相当大的但各向异性的电子迁移率而有望在电子和光学应用中具有前景。通过第一性原理模拟，我们表明，这种独特的各向异性电导可以通过使用简单的应变条件进行控制。通过适当的双轴或单轴应变，我们可以将优选的导电方向旋转90度。这对于探索磷烯的量子霍尔效应以及奇异的电子和机械应用具有重要意义。
2014-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
An atomistic perspective of martensite twinning in Iron
马氏体相变是金属科学中最重要的现象之一，因为它对钢和大多数工程合金的强度有重要贡献。然而，导致马氏体形核和孪晶形态的基本原子机制尚不清楚。如果要正确理解马氏体的强化作用，就需要在这方面有一个详细的了解。采用具有Nishiyama-Wasserman取向关系的fcc/bcc半共格界面模型，对马氏体相变进行了分子动力学模拟。这一重要现象的显着洞察详细的这项工作表明，原子位移，导致马氏体相的形核和孪晶形态的形成起源于fcc/bcc界面。该界面促进了相变过程中的初始原子剪切，进而导致应力诱导的均匀形核和孪晶形貌的形成。理解导致孪晶形态形成的原子过程将允许控制孪晶过程以进一步提高机械性能。
2020-01-29 cond-mat.mtrl-sci
In situ TEM study of twin boundary migration in sub-micron Be fibers
六方晶体中的形变孪晶常被认为是弥补独立滑移系缺陷的一种方法。这种机制可能会加剧或关闭在小规模的晶体，其机械行为可以显着偏离散装材料。在这里，我们表明，亚微米铍纤维最初没有位错和拉伸测试原位在透射电子显微镜（TEM）变形的$\{ 10\bar{1}2 \}$ $\langle 10\bar{1}1 \rangle$双增厚。孪晶界的传播速度似乎完全由孪晶位错直接从表面成核所控制。产生的剪切与孪晶位错的重复横向运动相一致。我们表明，激活体积（$V$）与孪晶边界传播可以检索从测量的孪晶边界速度的应力降低，在一个经典的松弛力学测试。$V \approx 8.3 \pm 3.3 \times 10^{-29}m^3$的值与表面成核的预期值相当。
2016-03-14 cond-mat.mtrl-sci
Theory of transformation-mediated twinning
面心立方（fcc）材料中高密度和纳米尺寸的形变孪晶可以有效地提高材料的强度和塑性的配合。然而，微观位错机制，使高孪生仍然难以捉摸。孪晶通常通过孪晶部分位错在连续的密排原子平面上的连续形核和滑动而发生。在这里，我们揭示了一个完全不同的孪生机制是活跃在亚稳态面心立方材料。相变介导孪晶（transformation-mediated twinning，TMT）的特征是先发生从fcc相到密排六方相（hcp）相的位移相变，再发生从密排六方相到fcc孪晶的第二步相变。中间hcp相的形核是由热力学不稳定性和亚稳fcc相的负层错能驱动的。中间hcp结构的特点是Shockley部分位错在基面上容易滑移，变形时同时产生fcc和fcc孪晶板，产生更多的孪晶晶界，进一步提高孪晶的繁荣度。所公开的对亚稳合金中变形孪晶的复杂位错机制的基本理解为设计具有优异机械性能的新型材料铺平了道路。
2021-05-12 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Twinning induced by elastic anisotropy in FCC crystals
本文提出基于弹性各向异性理论和宏观能量视角的模型，预测FCC晶体中离散孪晶的临界分切应力，发现沿<112>方向施加剪切应力可促进孪晶形核，为准确预测孪晶条件提供指导。
2024-01-02 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Energetic Origins of Competing Deformation Modes in Metastable Titanium Alloys
本研究通过分子动力学模拟揭示亚稳态钛合金中变形模式竞争由相变自由能垒和错配应变能决定，为合金设计提供物理基础。
2025-10-15 cond-mat.mtrl-sci
Disconnection-mediated twin embryo growth in Mg
虽然六方密排金属中的变形孪晶由于其对机械性能的实质性影响而被广泛研究，但仍然缺乏对与孪晶胚生长相关的详细原子过程的理解。进行分子动力学模拟镁，我们表明，由基底棱柱接口发射的孪生断开的传播控制的孪生边界运动，是在初始生长的孪生胚胎的限速机制。断开传播所需的时间与孪晶尖端之间的距离有关，间距较大的孪晶尖端需要更多的时间才能完成单位孪晶边界迁移事件。因此，一个唯象模型，它统一了两个过程的断开和双尖传播，在这里提出了一个双胚生长的定量分析。该模型能较好地拟合模拟数据，并提取了两个关键参数（孪晶尖端速度和孪晶断开速度）。此外，观察到孪晶断开速度与孪晶尖端速度的比值与所施加的剪切应力之间的线性关系。以最近文献中纳米尺度单晶中的孪晶生长为例，我们发现我们的分子动力学模拟和分析模型与实验数据吻合得很好。
2020-03-03 cond-mat.mtrl-sci
Stochastic 3D microstructure modeling of twinned polycrystals for investigating the mechanical behavior of $γ$-TiAl intermetallics
本文提出含相邻孪晶和内含孪晶的γ-TiAl多晶随机三维微观结构模型，结合傅里叶全场计算揭示孪晶对弹性响应的软化作用远大于形貌差异，并验证了双尺度均匀化估计。
2024-02-28 cond-mat.mtrl-sci
The high temperature mechanical properties and the correlated microstructure/texture evolutions of a TWIP high entropy alloy
本文研究了一种高熵钛合金在不同温度下的显微组织和织构演变。为此，拉伸试验进行的温度范围从298至873 K下的应变速率为0.001 s-1。实验材料表现出非凡的室温加工硬化行为，无论是瞬时应变硬化指数和加工硬化速率值。这导致了可接受的极限拉伸强度/延展性平衡，并且考虑到孪生和平面滑移的高活性是合理的。这样的加工硬化能力恶化，在较高的温度下，由于增加位错湮灭率和堆垛层错能值，抑制孪晶形成和位错积累。然而，与其他单相高熵合金相比，加工硬化区的幅度和范围的减少是微不足道的。这是由于该合金在不同变形温度下具有较高的位错储存能力。在773和873 K下观察到锯齿状流动，这是由于动态应变时效（DSA）机制。有趣的是，在这种情况下，DSA机制对整体延性具有有益的影响，这归因于应变硬化指数的增加导致颈缩的延迟。织构检验还揭示了由于孪晶和八面体滑移的同时贡献而形成的双纤维织构。
2021-05-10 cond-mat.mtrl-sci
Automated Identification and Tracking of Deformation Twin Structures in Molecular Dynamics Simulations
本文提出一种集成于OVITO的新型计算工具，可自动识别、验证并追踪分子动力学模拟中的形变孪晶结构，通过铜单晶剪切实验验证其有效性，为计算材料科学提供深刻见解。
2023-11-06 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Hardening in Magnesium Driven by a Size-Dependent Transition in Deformation Modes
镁及其合金作为一种节能结构材料在汽车、航空航天等领域具有巨大的应用潜力。然而，镁合金的使用由于延展性和可成形性差而受到限制。镁合金力学性能差的主要原因是滑移系数量不足，而形变孪晶在调节塑性形变中起着重要作用。在这里，我们报告了一个全面的实验和模拟研究，以了解晶体尺寸对变形模式在孪晶取向镁单晶的转变。实验揭示了两种尺寸效应：（1）单孪晶扩展，在直径为18 μm的柱状晶{ \le }中，典型的“越小越强”行为占主导地位;（2）孪晶-孪晶相互作用，在直径大于18 μm的柱状晶中，导致反常应变硬化。分子动力学模拟进一步表明，从孪晶到位错介导的塑性晶体尺寸低于几百纳米的过渡。我们的研究结果提供了新的理解的基本变形模式的孪晶取向镁从纳米尺度到块体，并通过尺寸细化设计具有优异的机械性能的镁合金的见解。这随后可以实现更多地利用镁合金作为技术相关应用中的结构材料。
2016-12-19 cond-mat.mtrl-sci
Application-oriented strain-hardening engineering of high-manganese steels
高锰钢（HMnS）出色的机械性能是其高应变硬化性的结果。这是由动力回复的强烈抑制，主要的平面滑移，以及其他变形机制的激活，如相变诱导塑性（TRIP）和孪生诱导塑性（TSTK）。然而，取决于最终应用，对HMnS的机械性能的强烈不同的要求是相关的。为了针对特定应用设计HMnS，需要考虑允许预测最终机械性能的加工条件下的多尺度材料模拟，即基于集成计算材料工程（ICME）的应变硬化工程。在这项工作中，我们提出了一种方法，采用合金选择的堆垛层错能计算，这使得激活/抑制特定的变形机制。定制制造，例如通过热机械处理、剧烈塑性形变或增材制造，提供了在加工期间和之后利用应变硬化性来限定机械性能的可能性。将讨论合金和工艺设计的计算方法。
2019-09-18 cond-mat.mtrl-sci
Dynamic Plastic Deformation Delocalization in FCC Solid Solution Metals
本研究发现面心立方固溶强化金属中存在动态塑性变形非局域化机制，其在狭窄层错能范围通过纳米孪生与滑移竞争促进塑性均匀化，为提升金属力学性能开辟新设计空间且能显著增强疲劳强度。
2025-07-05 cond-mat.mtrl-sci
Atomistic mechanisms of twin-twin interactions in Cu nanopillars
孪晶是金属纳米柱塑性形变的一种重要方式。当孪生发生在多个系统上时，可能属于不同孪生系统的孪生子相互作用并形成复杂的孪生-孪生结。揭示孪晶间相互作用如何导致不同孪晶结的原子机制对于我们理解材料的力学行为至关重要。在本文中，我们报告的原子机制，负责形成两个不同的双胞胎的相互作用/结在铜纳米柱使用原子模拟。一个结包含两个孪晶边界以及一个$Σ$ 9边界，而另一个包含五个孪晶边界（五重孪晶）。在[100]和$[1\bar1 0]$ Cu纳米柱的拉伸变形过程中分别观察到这些结。
2020-08-03 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
High anisotropy of fully hydrogenated borophene
用第一性原理计算研究了全氢化硼杂环丁烷在应变下的力学性质和声子色散。分别考虑了沿a和b方向的单轴拉伸应变和双轴拉伸应变。结果表明，硼杂环戊烷的力学性质和声子稳定性都具有高度的各向异性。沿a方向的极限拉伸应变仅为0.12，但沿b方向的极限拉伸应变可高达0.30。与硼氢化物和其他二维材料（石墨烯、石墨烷、硅烯、硅烷、h-BN、磷烯和MoS 2）相比，硼氢化物在面内极限应变方面表现出最显著的各向异性，这对于应变工程非常重要。此外，在三个施加的应变下的声子分散体表明，borophane可以承受高达5%和15%的单轴拉伸应变沿a-和b-方向，分别和9%的双轴拉伸应变，表明borophane的机械故障很可能源于声子不稳定性。
2016-11-24 cond-mat.mtrl-sci
Quantification of plastic deformation in anorthite using micropillar compression
GFZ Helmholtz Centre for Geosciences（GFZ德国地球科学研究中心）；RWTH Aachen University（亚琛工业大学）
本研究利用微柱压缩实验定量测量了钙长石不同滑移系和机械孪晶的强度，发现孪晶最易激活，滑移强度随温度变化，为理解地壳流变提供了关键数据。
2026-10-08 cond-mat.mtrl-sci physics.geo-ph
Asymmetrical precipitation on {10-12} twin boundary in magnesium alloy
形变缺陷上的析出是提高时效硬化合金力学性能的关键。{10-12}孪晶在具有六方密排结构的变形合金中是常见的。研究了{10-12}孪晶界对Mg-9Al-1 Zn合金中β-Mg_（17）Al_（12）析出的影响。TB上的沉淀物为棒状，而其他的为板条状。沉淀相只与孪晶或基体保持Burgers取向关系（OR），而与其他合金中沉淀相在TB上对称地与孪晶和基体保持OR的传统认识相反。此外，某些沉淀变体是不存在的，并提出了一个新的规则，对TB的变体选择。
2018-04-17 cond-mat.mtrl-sci
Volume 78, 1 October 2014, Pages 56-64
在韧脆转变温度以下表征塑性机制传统上很难以系统的方式完成。在这里，我们使用一种新的实验装置在室温和142°C下对纯Sn微柱进行原位低温力学测试。随后的电子显微镜表征的微柱在室温和低温下的变形机制显示出明显的差异。在室温下，Sn微柱通过位错塑性变形，而在142 °C时，它们表现出更高的强度和变形孪晶。测试了两种不同的方向，对称（100）方向和非对称（451）方向。变形机制被发现是相同的两个方向
2021-04-01 cond-mat.mtrl-sci
Topological changes and deformation mechanisms of nanoporous Ta under compression
本研究通过原子尺度模拟揭示了纳米多孔钽在压缩下的力学性能、变形机制及拓扑变化，发现塑性由位错主导并伴随孪晶与空位形成，且亏格演化与应力-应变各阶段直接相关。
2024-02-19 cond-mat.mtrl-sci
Orientation-dependent deformation mechanisms of bcc niobium nanoparticles
纳米粒子通常表现出明显的各向异性特性，对原子尺度变形机制的深入了解具有极大的兴趣。在本研究中，原子模拟进行分析的体心立方纳米粒子的压缩，和取向相关的功能得到解决。结果表明，压头下的表面形貌主要支配初始弹性响应。[110]压缩载荷曲线遵循平凸模接触模型，而[111]和[001]压缩载荷曲线遵循赫兹接触模型。在塑性形变区，[110]压缩以全位错滑移为主，[111]压缩以形变孪晶为主，[001]压缩两种机制并存。这种变形机制是不同的块体晶体在纳米压痕和纳米柱在压缩下的变形机制，并阐明了主要的区别。我们的研究结果提供了一个原子的角度来看，体心立方纳米粒子的力学行为，并有助于基于纳米粒子的组件和系统的设计。
2017-09-16 cond-mat.mtrl-sci
Deformation mechanisms and compressive response of NbTaTiZr alloy via machine learning potentials
National University of Defense Technology（国防科技大学）
本研究通过机器学习势和分子动力学模拟揭示了NbTaTiZr合金在不同应变率下的机械各向异性及无序化机制，为高性能难熔合金设计提供指导。
2026-02-28 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Deformation mechanisms of Mg-Ca-Zn alloys studied by means of micropillar compression tests
通过<a>对不同取向的单晶微柱体的压缩实验，研究了固溶体中Ca和Zn对镁合金基底滑移、拉伸孪晶和<c+a>锥滑移的临界分辨剪切应力（CRSS）的影响。溶质原子使基底滑移的CRSS增加到~ 13.5 MPa，而锥体滑移的CRSS低于85 MPa，与纯Mg相比显著降低了塑性各向异性。此外，双晶形核和生长的CRSS非常相似（~ 37 MPa），并且用于双晶生长的CRSS的大值阻碍了热机械加工过程中双晶的生长。结果<a>表明，Mg-Ca-Zn合金塑性各向异性的降低、不同滑移系和交叉滑移的激活以及大的交叉滑移面（CRSS）对孪晶生长的促进作用，是Mg-Ca-Zn合金塑性和成形性改善的主要原因。
2021-07-02 cond-mat.mtrl-sci
Three-dimensional nucleation and growth of deformation twins in magnesium
针对镁合金变形孪晶此前仅能表面/薄膜表征的局限，首次结合暗场X射线显微镜与晶体塑性有限元分析实现介观尺度嵌入晶粒内变形孪晶的三维原位表征，明确了孪晶形核、生长及位错累积的相关规律。
2024-12-21 cond-mat.mtrl-sci
Deformation Mechanisms in High Entropy Alloys: A Minireview of Short-Range Order Effects
本简短综述综合了近期文献，探讨了高熵合金中短程有序对缺陷行为和变形机制的影响，涵盖位错强化、孪晶、相变及空位过程，并指出未来挑战与机遇。
2023-10-18 cond-mat.mtrl-sci
Fabrication and extreme micromechanics of additive metal microarchitectures
本研究首次通过液体中局部电沉积工艺制备具有微米级孪晶结构的铜微点阵，并系统揭示其在-150至25 °C和0.001~100 s⁻¹条件下由位错滑移与机械孪生机制转变主导的变形行为。
2024-04-03 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous twin boundaries in 2D materials
石墨烯等2D材料的高机械强度和优异的柔韧性是它们最重要的特性之一[1]。良好的柔性是在许多新兴技术中利用2D材料的关键，例如可穿戴电子设备，生物电子设备，保护涂层和复合材料[1]，最近弯曲已被建议作为调整电子传输行为的途径[2]。对于几乎所有的晶体材料，宏观变形都是通过位错的运动和孪晶缺陷的形成来调节的[3];所得微观结构的几何形状在很大程度上决定了机械和电子性能。尽管如此，2D材料在机械变形后的原子微观结构尚未得到广泛研究：只有通过了解这些变形的微观结构才能准确预测和控制所产生的性能。在本文中，我们描述了不同的结构特征，可以形成作为一个结果，弯曲的范德华（vdW）晶体的二维材料。我们发现，孪晶界，一类重要的晶体缺陷，离域的几个纳米，而不是原子尖锐的，因为已经假定了半个多世纪[4]。此外，我们表明，不同类别的微观结构中存在的变形材料，可以预测从刚刚的原子结构，弯曲角度，和薄片厚度。我们预计，2D材料变形结构的新知识将为定制传输行为[2]，机械性能，液相[5，6]和透明胶带剥离[7，8]以及晶体生长提供基础。
2018-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
In-situ localization of damage in a Zn-Al-Mg coating deposited on steel by continuous hot-dip galvanizing
本研究通过扫描电镜原位拉伸试验，揭示了Zn-Al-Mg镀层中孪生诱发共晶区裂纹萌生的新损伤机制，并建立了裂纹萌生与扩展的事件时序。
2024-07-08 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Experimental and numerical analysis of cyclic deformation and fatigue behavior of a Mg-RE alloy
Mg-1 Mn-0.5Nd合金的应变控制疲劳合金进行了实验和模拟研究。显微组织由分散的强织构晶粒（13%）嵌入具有随机织构的晶粒基体中组成。循环应力-应变曲线显示有限的拉压各向异性，因为有限的织构。由于孪晶的存在，压缩下的循环硬化和拉伸下的循环软化发生。此外，断裂试样的孪晶体积分数取决于试样是在拉伸还是压缩下断裂，表明在整个疲劳寿命期间都会发生孪晶-去孪晶。采用计算均匀化方法模拟了多晶合金的力学响应。使用现象学晶体塑性模型对Mg晶粒的行为进行建模，该模型考虑了基底、棱柱和锥体滑移（包括各向同性和运动硬化）以及孪晶和去孪晶。模型参数由不同循环应变幅下的循环应力-应变曲线标定。数值模拟被用来了解占主导地位的变形机制，并预测疲劳寿命的疲劳指标参数的基础上，在每个疲劳周期的累积塑性剪切应变的装置。
2020-10-06 cond-mat.mtrl-sci
Discovery of an ultrastable antiferromagnetic two-dimensional CrF3 phase with anisotropic quasi-one-dimensional mechanical, electronic, and thermal properties
本研究发现了一种超稳定的反铁磁二维矩形CrF3相，其能量优于六方结构，通过第一性原理计算和演化结构搜索揭示其各向异性准一维力学、电子和热学特性，为多领域应用提供候选材料。
2025-04-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Twin interaction with $Σ$11 tilt grain boundaries in BCC Fe : Formation of new grain boundaries
孪生是纳米晶材料塑性形变的一种重要方式。因此，预期在塑性形变期间，孪晶可与不同的晶界（GB）相互作用。了解这些双GB相互作用是至关重要的，我们了解材料的力学行为。在这项工作中，不同的$Σ$ 11对称和非对称倾斜GB的BCC Fe中的孪晶相互作用进行了分子动力学（MD）模拟。结果表明，孪晶从裂纹或晶界处形核，并与$Σ$ 11个非对称倾斜晶界相互作用，形成新的晶界。该新GB由$<$ 100 $>$ Cottrell型固定位错组成。详细的原子机制，负责这个新的GB形成已被揭示使用原子模拟。有趣的是，在与$Σ$ 11对称倾斜GB的孪晶相互作用的情况下，没有观察到新的GB形成。
2022-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Role of axial twin boundaries on deformation mechanisms in Cu nanopillars
近年来，孪晶纳米柱由于其优异的力学性能而引起了人们的极大关注。然而，大多数的研究都集中在纳米柱的孪晶界（TB）垂直于加载方向。具有平行于加载方向的TB的纳米柱受到的关注最少。在此背景下，本研究的目的是了解的作用，轴向TB的强度和变形行为的铜纳米柱使用原子模拟。拉伸和压缩测试已经在具有和不具有TB的$<$ 112 $>$纳米柱上进行。考虑了孪晶边界间距在1.6-5 nm范围内的孪晶纳米柱。结果表明，在拉伸和压缩下，屈服强度随着孪晶界间距的减小而增加，并且总是高于完美纳米柱的屈服强度。在压缩下，$<$ 112 $>$完美以及孪生纳米柱中的变形通过扩展位错的滑移进行。在孪生纳米柱中，通过Friedel-Escaig和Fleischer机制在压缩中观察到广泛的交叉滑移。另一方面，在拉伸载荷下，在完美的纳米柱中的变形通过部分滑移/孪晶发生，而在孪晶纳米柱中，它通过扩展位错的滑移进行。这种扩展的位错活动是由楼梯杆的形成和孪晶界上的解离促进的。与压缩载荷类似，拉伸载荷下的扩展位错在孪晶纳米柱中也表现出交叉滑移活动。然而，这种交叉滑移活动仅通过Fleischer机制发生，并且在拉伸载荷下没有观察到交叉滑移的Friedel-Escaig机制。
2019-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
