Energy dissipation in composites with hybrid nacre-like helicoidal microstructures
天然陶瓷复合材料具有复杂的微观结构，导致曲折的裂纹路径并赋予其高韧性。目前的微增强复合材料在其微观结构中尚未达到相同的复杂程度，导致性能较差。为了实现复杂的微结构化，磁辅助注浆成型（MASC）进行了使用设置与4个自由度。在所有可能的微结构中，选择了珍珠状和螺旋状排列之间的混合设计，由于其能够倾斜和扭曲裂纹pathway.Hybrid微结构试样制造，由氧化铝微晶片在有机硅基体中组成，在压缩下进行测试，并比较它们的力学性能。虽然珍珠质类复合材料表现出最高的强度和韧性，螺旋杂交体可以表现出一定的延展性和更高的刚度。因此，这里提出的制造策略可以是一个简单的路线，研究更复杂的微观结构，在增加微片增强复合材料的韧性。
2022-01-04 cond-mat.mtrl-sci
Two-dimensional finite element simulation of fracture and fatigue behaviours of alumina microstructures for hip prosthesis
本文描述了一种纯氧化铝微结构（如髋关节假体中发现的微结构）的断裂和疲劳行为的二维（2D）有限元模拟。有限元模型的开发使用实际的Al2O3的微观结构和双线性内聚区法。模拟条件类似于在股骨头和髋关节假体的髋臼杯之间的干接触中的滑动区处发现的那些条件。施加接触应力以在模型中产生裂纹。所施加的应力的大小高于微观尺度下发现的应力。微观结构和接触应力的影响进行了研究裂纹的形成。此外，疲劳行为的微观结构是通过在循环载荷条件下进行模拟。结果表明，在显微结构中观察到的裂纹密度随所施加的接触应力的增加而增加。此外，在给定的接触应力范围内，裂纹密度相对于疲劳循环次数线性增加。同时，随着接触应力的增加，失效循环次数逐渐减少。最后，提出的有限元模拟提供了一种有效的方法来识别断裂和疲劳行为的微观结构提供的微观结构图像是可用的。
2012-04-02 cond-mat.mtrl-sci physics.med-ph
Phase-field study of grain boundary tracking behavior in crack-seal microstructures
为了解决脉中晶体的生长，多相场模型被用来捕捉晶体从过饱和溶液中沉淀的动力学。为了更深入地了解脉晶中的多晶生长现象，我们研究了各种边界条件对晶体生长的影响。特别是，我们分析了静脉微观结构的形成，导致晶体的自由生长，以及裂纹密封过程。我们通过考虑表面能的各向异性来定义晶体对称性，以模拟具有平坦小面和尖角的晶体。由此产生的生长竞争的晶体具有不同的取向进行了研究，推导出一致的取向选择规则，在自由生长制度。使用裂纹密封模拟，我们相关的晶界跟踪行为取决于裂纹的相对速率，开口轨迹，初始晶粒尺寸和壁粗糙度。此外，我们说明了这些参数如何诱导块状（晶体生长各向异性）纤维形态（各向同性）和晶界的形成之间的微观结构过渡。在自由生长制度（在2D和3D）的晶体的相场模拟表明，晶体的生长或消耗取决于与相邻晶体的取向差异。裂纹密封模拟结果（在2D和3D）表明，晶体生长各向同性和晶界跟踪开口轨迹，如果壁粗糙度高，开口增量小，晶体接触下一个裂纹增量开始之前的壁。此外，我们发现，在完整的裂纹密封制度，各向异性的表面能的结果在弯曲/振荡晶界（而不是直）的形成时，裂纹张开速度增加，壁粗糙度不够高。
2013-10-16 cond-mat.mtrl-sci physics.geo-ph
Probabilistic Modeling of LCF Failure Times Using an Epidemiological Crack Percolation Model
对标准化低周疲劳试验结果的分析表明，失效次数分布较广。此外，机械部件经常在达到确定性失效时间之前失效。克服这些问题的可能性是考虑概率故障时间。我们的概率寿命预测方法是基于金属的微观结构。由于我们专注于镍基合金，我们考虑粗晶粒显微组织，具有随机取向的FCC晶粒。这导致随机分布的施密德因子和不同的各向异性应力在每个颗粒。为了获得裂纹萌生时间，我们使用Coffin-Manson- Basquin和Ramberg-Osgood应力方程，并用概率Schmid因子进行了修正。利用这些单颗粒裂纹萌生时间，我们已经开发了一个流行病学裂纹扩展模型在多个晶粒。在这个介观裂纹渗流模型中，裂纹颗粒引起相邻颗粒中的应力增加。这种应力增加是使用在有限元模拟生成的数据上训练的机器学习模型来实现的。由此产生的裂纹群进行评估与基于多峰应力强度因子的失效准则。从生成的故障时间，我们计算表面依赖的风险率使用Monte Carlo框架。我们得到的故障时间分布从LCF实验的数据进行比较，发现预测和测量的散射带很好的吻合。
2022-07-06 cond-mat.mtrl-sci
Nanoscale perspective on the stress-corrosion cracking behavior of a peak-aged 7XXX-Al alloy
高强度7 xxx铝合金目前常用于航空航天领域，预计将越来越多地用于汽车行业以减轻重量。然而，这些合金可能对应力腐蚀开裂（SCC）敏感，这取决于回火和负载条件。合金的晶粒结构和成分被认为在确定SCC敏感性方面起关键作用。在这里，我们在纳米尺度上研究了7140铝合金的两种不同的模型变体上应力腐蚀裂纹附近的微观结构的演变。我们在热（70°C）潮湿空气中对在四分之一厚度（T/4）和中等厚度（T/2）下提取的样品进行了双悬臂梁（DCB）裂纹扩展测试，并对非工业、SCC敏感的T6条件进行了热处理。在T/4下的样品显示出较低的KISCC以及较平坦的晶粒和较高的溶质含量，而两种样品在较高的应力强度下表现出相似的裂纹扩展速率。我们报告的沉淀溶解和基体溶质富集裂纹尖端附近，与T/4的位置呈现较高的溶质水平的增加。裂纹前的近晶界显微组织发生了变化，有沉淀溶解和溶质向应力腐蚀裂纹尖端迁移的迹象。这些结果与最近关于另一种7 xxx铝合金在Cl溶液中SCC后的报告一致，支持这些机制通常发生的可能性。我们将我们的研究结果与测量的SCC行为，并提供了一系列可能的机制，可以广泛适用于高强度铝合金的SCC。
2023-03-08 cond-mat.mtrl-sci
Creating Continuously Graded Microstructures with Electric Fields via Locally Altering Grain Boundary Complexions
本文以ZnO为模型体系，提出利用外加电场驱动缺陷极化以局部改变晶界复合相，从而创建连续梯度微观结构，并通过AC STEM、DFT、AIMD和光致发光光谱揭示阳极附近阳离子缺失晶界促进晶粒定向生长的机制。
2023-09-17 cond-mat.mtrl-sci
The Origins of Asteroidal Rock Disaggregation: Interplay of Thermal Fatigue and Microstructure
无气天体上风化层的粒度和化学成分分布为研究太阳系的演化提供了线索。最近，日本宇宙航空研究开发机构隼鸟号航天器访问的小行星（25143）丝川的风化层被观测到含有毫米至厘米大小的颗粒。Itokawa巨石通常显示出圆形轮廓和表面纹理，似乎与陨石撞击过程中的机械破碎不一致;圆形轮廓被假设为地震震动造成的表面滚动和移动。我们提供了一个可能的解释，这些意见，通过探索在热疲劳过程中的球粒陨石的主裂纹扩展机制。我们提出了在原位演化的全场应变的表面上的温度和微观结构的函数，并观察和量化在热循环过程中的裂纹扩展。我们观察到，主疲劳裂纹路径优先遵循单矿物之间的界面，使它们完整的破碎后。这些观察结果解释通过一个基于微观结构的有限元模型，定量与我们的实验结果进行比较。这些结果的相互作用的热疲劳裂纹的微观结构可能最终使我们能够区分热致碎片和冲击产品。
2017-01-12 astro-ph.EP cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
On fracture criteria for dynamic crack propagation in elastic materials with couple stresses
本文的重点是研究具有微结构的弹性材料中动态裂纹扩展的断裂准则。研究了加载在裂纹表面的Ⅲ型半无限裂纹的稳态扩展问题。材料的微极行为由Koiter发展的偶应力弹性理论描述。该本构模型包括弯曲和扭转的特征长度，因此它能够解释材料的底层微观结构。在平衡方程中同时考虑了平动和微转动惯性项，并通过渐近分析研究了裂纹尖端附近解的行为。利用渐近场计算偶应力材料的动态J积分，并由相应的守恒定律导出能量释放率。根据基于能量的格里菲斯准则的传播稳定性进行了研究，并将所得结果与应用最大总剪应力准则得到的结果进行了比较。
2013-09-10 cond-mat.mtrl-sci physics.geo-ph
Crystallographic evaluation of low cycle fatigue crack growth in a polycrystalline Ni based superalloy
本文探讨了Haynes 282光滑杆件低周疲劳裂纹扩展的微观机制。采用裂纹尖端张开角（CTOA）和最大切向应力（θMTS）两种参数化方法对裂纹进行了表征。CTOA的变化，随着裂纹的传播，表现出一个非线性衰减，然后由一个稳定的制度。局部KI和KII场的混合度与θMTS成正比，可通过测量局部偏转来评估。在裂纹周围，通过EBSD和滑移传递分析，讨论了晶粒不相容性的作用。对于有利于亚表面裂纹扩展的晶粒，弹性模量（EM）和施密德因子（SF）存在临界界限，并且这些值存在超过极限阈值。SF-EM图标记了材料中裂纹和未裂纹晶粒的区域。在疲劳裂纹扩展过程中，还发现了组织中有利的孪晶基体不相容性，在裂纹区有大量的（211）面孪晶。基于Luster-Morris参数（LMP）的滑移传递分析已经进行了详细的滑移活动，弹塑性不相容性，和晶界几何形状之间的相互关系的调查。
2021-08-19 cond-mat.mtrl-sci
Phase field fracture predictions of microscopic bridging behaviour of composite materials
研究了微观结构桥接对复合材料断裂韧性的影响。为了实现这一目标，提出了一个新的计算框架，集成相场断裂和内聚区模型来模拟纤维断裂，基体开裂和纤维基体脱粘。复合材料的微观结构是由一个嵌入式单元在裂纹尖端附近，而其余的样品被建模为各向异性弹性固体。该模型首先验证单缺口三点弯曲试验的横向基体开裂的实验数据。然后，该模型被扩展到预测晶粒桥接，砖和砂浆微观结构和三维纤维桥接的裂纹扩展阻力的影响。结果表明，这些微结构是非常有效的，通过提高纤维基体脱粘，纤维断裂和裂纹偏转断裂韧性。特别是，3D纤维桥接效应可以增加超过三个数量级，相对于散装矩阵的故障时耗散的能量，远远超过从混合物的规则获得的预测。这些结果揭示了微观桥接机制，并提供了一个虚拟的工具，开发高断裂韧性复合材料。
2022-01-09 cond-mat.mtrl-sci cs.CE physics.app-ph
In situ elucidation of mechanisms governing crack transition to plasticity arrest
National Physical Laboratory（英国国家物理实验室）；Department of Materials, Royal School of Mines, Imperial College London（帝国理工学院皇家矿业学院材料系）；Department of Mechanical Engineering, Imperial College London（帝国理工学院机械工程系）
研究通过原位实验揭示冷加工AA-5052合金裂纹在低驱动力下混合模式传播，并在裂纹尖端过程区扩展时转变为塑性主导裂纹，通过能量分区和过程区扩展实现阻滞。
2026-02-18 cond-mat.mtrl-sci
Strain gradient plasticity-based modeling of hydrogen environment assisted cracking
通过对钝裂纹尖端应力的有限元分析，强调有限应变和基于唯象和机理的应变梯度塑性（SGP）公式，结合对封闭裂纹尖端氢（H）溶解度的电化学评估和两个H-脱粘模型，预测氢环境辅助裂纹扩展特性。SGP提高了裂纹尖端的几何必要位错密度和流动应力，随着合金强度的增加而降低。升高的静水应力促进裂纹尖端损伤的高捕获的H浓度，它是必须考虑SGP在H开裂模型。阈值应力强度因子和H-扩散限制的第II阶段裂纹扩展速率的预测同意与实验数据的高强度奥氏体Ni-Cu高温合金（蒙乃尔K-500）和两个现代超高强度马氏体钢（AerMet 100和Ferrium M54）强调在0.6 M NaCl溶液中施加的电位范围内。对于Monel K-500，使用经典公式或梯度修正公式可以准确预测KTH与阴极电位的关系;但是，第二阶段的增长速率最好通过裂纹尖端应力的SGP描述来预测，该描述证明了1 μm的临界距离是合理的。对于钢，阈值和增长率最好使用高静水应力，超过6至8倍的合金屈服强度，并延伸到裂纹尖端前1 μm。这种应力几乎实现了三长度的现象学SGP配方，但额外的应力增强是必要的，可能是由于尖端的几何形状或滑移微观结构。
2017-11-16 cond-mat.mtrl-sci
Unraveling impacts of polycrystalline microstructures on ionic conductivity of ceramic electrolytes by computational homogenization and machine learning
本研究针对氧化物陶瓷晶界离子电导率低的瓶颈，通过有限元均匀化计算分析多晶微观结构对离子电导率的影响，构建图神经网络模型实现电导率精准预测，为微观结构优化提供定量指导。
2024-05-15 cond-mat.mtrl-sci
Quasicontinuum Models of Interfacial Structure and Deformation
晶界（GB）和位错和裂纹之间的相互作用的微观模型是重要的，在理解微观结构的作用，改变材料的机械性能。将最近发展的混合原子论和连续介质方法扩展到研究GB、位错和裂纹之间的相互作用。这些计算阐明了这些缺陷相互作用的合理微观机制，并允许定量评价关键参数，如应力成核位错在GB上的一个步骤和诱导GB迁移所需的力。
1997-07-09 cond-mat.mtrl-sci
A crack-length control technique for phase field fracture in FFT homogenization
本文提出一种用于微观力学相场断裂模拟的裂纹长度控制方法，通过施加裂纹长度单调递增并采用整体式实现，解决了不稳定扩展阶段的收敛与跳跃问题，并在FFT和有限元求解器中验证了其等价性与有效性。
2024-12-23 cond-mat.mtrl-sci cs.NA math.NA
Failure precursors and failure mechanisms in hierarchically patterned paper sheets in tensile and creep loading
准脆性材料赋予（统计）自相似的层次结构显示出不同的故障模式，偏离标准的情况下，损伤累积裂纹成核和增长。在这里，我们研究了纸张与分层切片图案以及非分层和未图案化的参考样品，考虑未开裂的样品和含有宏观裂纹的样品的故障。在位移控制的拉伸载荷以及蠕变条件下的故障进行了研究。声发射记录和表面应变模式记录旁边的应力-应变和蠕变曲线。测量结果表明，分层图案化有效地减轻了应变局部化和裂纹扩展。在拉伸载荷下，这导致开裂样品的剩余强度显著增加。在蠕变条件下，对于一个给定的范围内的寿命层次图案化的样品被发现在较高的应力水平下维持较大的蠕变应变，其蠕变曲线显示出不寻常的行为，其特征在于多个蠕变速率最小值，由于紧急本地化带的反复逮捕。
2023-03-16 cond-mat.mtrl-sci
Crystal plasticity simulation of the effect of grain size on the fatigue behavior of polycrystalline Inconel 718
基于微观结构的模型，考虑晶粒尺寸的影响，已被开发用于研究晶粒尺寸对Inconel 718合金疲劳寿命的影响。通过在400 $^\circ$ C温度下进行完全反向变形（$R_\varepsilon$ = -1）的单轴循环变形试验，测定了两种不同晶粒尺寸合金的低周疲劳行为。该模型的基础上确定的疲劳指标参数（基于局部晶体应变能耗散每个周期）通过计算均匀化的一个代表性的体积元素的微观结构。单晶内的多晶的机械响应进行建模，通过一个现象学晶体塑性模型，该模型被修改，以考虑晶粒尺寸的单调和循环硬化/软化机制的影响。通过细晶材料的实验测试，标定了基于微观结构的裂纹萌生模型参数。疲劳模拟的结果与实验结果在循环应力-应变曲线和疲劳裂纹萌生的循环次数方面吻合得很好。该模型没有显示出任何晶粒尺寸对疲劳寿命的最大循环应变范围的影响，而预测的疲劳寿命预测是相当长的情况下，细晶粒尺寸的微观结构的最低应变范围，在定量协议与实验数据。这些差异是由于在大循环应变范围内的均匀塑性形变和在低循环应变范围内的几个晶粒中的局部塑性之间的变形模式的变化。
2018-04-26 cond-mat.mtrl-sci
Tailoring of Grain Boundary Structure and Chemistry of Cathode Particles for Enhanced Cycle Stability of Lithium Ion Battery
层状结构的富镍锂过渡金属氧化物阴极商业化的最大挑战是容量和电压衰减。多年来，这个问题的解决取得了渐进的进展。在这项工作中，我们报告了我们发现的一种全新的方法，可以彻底改变锂离子电池聚集阴极颗粒在室温和高温下的循环稳定性。我们发现，将固体电解质注入阴极二次颗粒的晶界中可以显著提高电池的容量保持率和电压稳定性。我们发现，固体电解质注入的边界不仅作为一个快速通道的锂离子传输，但也最重要的是防止液体电解质渗透到边界，从而消除了不利因素，包括固-液界面反应，晶间开裂，和层到尖晶石相变。本工作首次揭示了阴极在不与液体电解质接触的情况下如何表现的前所未有的洞察力，最终指出了通过晶界工程设计更好的固液和固态系统电池的一般新路线。
2017-10-17 cond-mat.mtrl-sci
Micromechanical fatigue experiments for validation of microstructure-sensitive fatigue simulation models
裂纹萌生控制高周疲劳寿命，并对微观结构细节敏感。虽然相应的微观结构敏感的模型是可用的，他们的验证是困难的。我们提出了一个验证框架，其中的疲劳测试是模仿在一个子建模模拟嵌入到试样的几何形状和采用实验边界条件的测量的微观结构。示例性地，将现象学晶体塑性模型应用于预测铁素体钢中的变形（EN 1.4003）。在常用的疲劳指标参数图的热点进行比较，从显微照片分割的损伤。随着数据的发布，框架基准未来的微机械疲劳模型。
2021-12-08 cond-mat.mtrl-sci cs.NA math.NA
Harnessing metastability for grain size control in multiprincipal element alloys during additive manufacturing
本文以FeMnCoCr多主元合金为对象，提出利用Mn含量调控相稳定性实现增材制造中晶粒细化的新设计范式，并结合多种表征手段揭示了凝固机制。
2024-05-06 cond-mat.mtrl-sci
Amorphous intergranular films as toughening structural features
利用分子动力学模拟研究了非晶晶界膜减轻晶界损伤的能力。我们发现，这样的薄膜可以有效地吸收位错，更厚的膜更有效的汇，从而改变裂纹成核和裂纹生长速率。局部塑性应变所带来的传入的位错扩散到一个三角形区域内的非晶薄膜，并容纳了一个流动的边界原子，类似于一个漩涡的形状;这个漩涡增长的非晶间膜内的更多的位错被吸收，直到它到达相反的非晶-晶体界面，之后，裂纹最终可以成核。即使在成核之后，这些裂纹在非晶间膜中比它们沿着干净的晶界更缓慢地生长，因为裂纹生长的驱动力在非晶膜中较低。这里提出的结果表明，非晶晶间膜可以作为微观结构内的增韧功能，因此有希望设计具有更好的延展性和断裂韧性的纳米结构材料。
2015-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Multi-Fidelity Predictive Model for Shock Response of Energetic Materials Using Conditional U-Net
Purdue University（普渡大学）；U.S. Army Combat Capabilities Development Command (DEVCOM) Army Research Laboratory（美国陆军作战能力发展司令部（DEVCOM）陆军研究实验室）
本文提出基于条件U-Net的多保真预测模型，用于预测高能材料在冲击下的温度场，扩展了传统方法的局限性，促进原子级与粗粒度模拟的结合。
2026-01-05 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Ag nano-additivation on microstructure formation in Nd-Fe-B magnets built by laser powder bed fusion
本研究通过在原料粉末中添加Ag纳米颗粒，利用PBF-LB/M技术制备Nd-Fe-B磁体，发现Ag纳米添加促进了非均匀形核并细化晶粒，改变了晶间相分布，从而显著增强了畴壁钉扎和矫顽力，为永磁体微结构调控提供了新途径。
2025-03-05 cond-mat.mtrl-sci
From RE-211 to RE-123. How to control the final microstructure of superconducting single-domains
本文综述了制备YBCO型单畴的常用工艺和样品的显微结构。详细讨论了种子溶解和寄生虫成核问题。形成的微观结构缺陷，如孔隙和裂纹，检查。本文的一个重要部分是研究RE-211颗粒[RE_2BaCuO_5]（其中RE表示Y、Yb、Nd、Sm、Dy、Gd、Eu或它们的混合物）的影响。在RE-Ba-Cu-O单畴结构和性能方面，Nd_4Ba_2Cu_2O_（10）优于Nd_2BaCuO_（5）。本文用俘获/推运理论解释了RE-123 [（RE）Ba_2Cu_3O_（7-d）]块体中RE-211粒子的空间分布。讨论了无RE-211区的形成。综述了限制RE-211粗化的各种方法。本文介绍了RE-211颗粒在RE-123基体中引起的显微组织缺陷。研究还表明，RE-211颗粒对单畴样品的力学性能起着重要的作用。我们通过讨论渗透和生长过程作为控制微观结构的良好技术来完成这篇评论。
2004-10-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Plasticity, localization, and damage in ferritic-pearlitic steel studied by nanoscale digital image correlation
铁素体-珠光体钢的变形从塑性到局部化再到损伤的演变是通过纳米分辨率显微组织相关的SEM-DIC（u-DIC）应变映射进行研究的，该映射通过高度精确的显微组织-应变对准实现。我们揭示了铁素体和珠光体的关键塑性机制，以及它们演变成局部化和损伤及其与显微组织排列的关系。值得注意的是，确定了两种对比机制，其控制珠光体中是否发生损伤引发，并且通过铁素体晶粒中局部化热点的连接，可能导致宏观断裂：（i）由于附近铁素体中应变集中的累积，珠光体片层的脆性断裂使具有相对干净的片层结构的珠光体桥开裂，相对于（ii）在珠光体桥中没有损伤的大塑性，具有更“开放”的混乱珠光体形态，这使得层间铁素体通道中的塑性渗流路径成为可能。基于这些见解，建议抗损伤铁素体-珠光体钢。
2021-10-18 cond-mat.mtrl-sci
Cyclic plasticity and fatigue damage of CrMnFeCoNi high entropy alloy fabricated by laser powder-bed fusion
CrMnFeCoNi高熵合金是高度可打印的，并且具有巨大的结构应用潜力。然而，在以往的研究中，没有显着的讨论循环塑性和疲劳损伤。本研究提供了重要的见解打印过程之间的联系，凝固组织，循环塑性和疲劳损伤演变的合金制造的激光粉末床融合。基于热力学的预测（通过扫描透射电子显微镜（STEM）能量色散X射线光谱（EDX）验证）表明，在所有考虑的打印参数中，Cr、Co和Fe分配到凝固单元的核心，而Mn和Ni分配到单元边界。位错滑移和形变孪晶都是导致塑性形变的主要原因。然而，前者被认为是循环塑性的单一主导机制。表面光洁度有助于显著延迟裂纹萌生，并导致未熔合孔隙成为裂纹萌生的主要来源。最重要的是，扫描策略显著影响晶粒排列和晶粒尺寸，导致对疲劳裂纹扩展的显著影响;特别是，在具有0°旋转的曲折扫描策略中观察到最高的裂纹扩展阻力，这归因于大多数柱状晶粒和沿着裂纹扩展路径的最小晶界间距。
2020-07-14 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Nanoindentation of Porous Bulk and Thin Films of LSCF
在本文中，我们展示了如何可靠的测量多孔陶瓷薄膜可以通过适当的纳米压痕实验和分析。采用纳米压痕法研究了混合导电钙钛矿材料LSCF 6428的室温力学性能。使用球形压头，使得接触面积远大于多孔微结构的尺度。在900- 1200 ℃烧结后，随着孔隙率从45%降低到5%，块体样品的弹性模量从33.8 GPa增加到174.3 GPa，硬度从0.64 GPa增加到5.32 GPa。压头下的致密化被认为对所测量的弹性模量的影响很小。致密样品中的残余孔隙率被发现占压痕和脉冲激励测量的弹性模量之间的差异。通过在900- 1200 ℃下烧结，还制备了具有可接受的压痕表面粗糙度的无裂纹LSCF 6428膜。可靠的测量薄膜的真实性能，通过数据外推法提供的压痕深度与薄膜厚度的比率是在0.1至0.2的范围内。对于给定的孔隙率，膜和块体材料的弹性模量近似相等。采用纤维束扫描电镜（FIB-SEM）对压痕前后薄膜的三维微观结构进行了表征。实际微结构的弹性形变的有限元建模显示出与纳米压痕结果的极好的一致性。
2015-02-07 cond-mat.mtrl-sci
Fracturing of polycrystalline MoS$_2$ nanofilms
定制2D材料的临界应变的可能性对于柔性器件的制造将是至关重要的。本文利用电子显微镜在微米和纳米尺度上研究了两种不同晶粒取向的多晶MoS2薄膜的断裂。临界单轴应变被确定为约5%，并且与样品形态无关。然而，发现电子束照射增强了MoS2和PDMS衬底之间的相互作用，导致临界应变增加，可以超过10%。应变电阻的这种增强被用于制造长度为1mm的机械坚固的线阵列。最后，通过透射电子显微镜研究的纳米级裂纹扩展表明，裂纹沿着晶界以及通过晶粒，优先沿着范德华键合。这些结果提供了关于多晶2D材料断裂的见解，以及使用开发良好的工具定制超薄MoS2器件的临界应变和纳米柔性的新方法，这将对柔性电子行业产生极大的兴趣。
2019-11-25 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Synchrotron Microtomography and Neutron Radiography Characterization of the Microstruture and Water Absorption of Concrete from Pompeii
人们对使用先进技术来表征古罗马混凝土重新产生了兴趣。在目前的工作中，从庞贝的“Hospitium”钻取样品，并通过同步辐射显微断层扫描（uCT）和中子射线照相术进行分析，以研究微观结构，包括诱导裂缝的存在，如何影响其吸水性。水的分布和吸收率进行了定量中子照相。使用先进的成像方法从uCT结果分析了3D裂纹扩展、孔径分布和方向、弯曲度和连通性。具体表征还包括经典方法（例如，差热-热重、X射线衍射法和扫描电子显微镜）。一旦引入裂纹，观察到韧性断裂模式。与波特兰水泥砂浆/混凝土相比，庞贝样品具有相对较高的孔隙率，低连通性和相似的毛细渗透系数。此外，渗透率预测模型的基础上渗流理论和孔隙结构数据，以评估流体传输性能。
2020-12-02 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.geo-ph
