On the Origin of Plasticity-Induced Microstructure Change under Sliding Contacts
离散位错塑性（DDP）计算进行了调查的响应的单晶接触的刚性正弦粗糙体在滑动加载条件下，寻找微观结构的位错结构的变化的原因。的机械驱动程序被确定为晶格旋转和存储的能量在地下，这可以定量相关的最近的摩擦学实验观察的发展。从DDP计算不同的接触尺寸和法向载荷获得的表面滑移起始和基底永久变形的地图建议了针对各种摩擦载荷优化定制界面和微观结构材料特性的方法。
2022-03-16 cond-mat.mtrl-sci
Phase-field, dislocation based plasticity and damage coupled model: modelling and application to single crystal superalloys
本文提出了一个耦合相场、位错密度塑性和损伤的新模型。基于可动位错和不动位错的演化，建立了位错密度控制方程。模型中考虑了位错增殖、湮灭、位错相互作用引起的动-不动迁移和界面阻塞等机制。特别是，在位错和相场耦合模拟中经常出现的围绕粗化第二相的“吞隙”问题，在本模型中得到解决。此外，位错切割到第二相在第三蠕变过程中，这是很少被考虑在以前的相场模拟的单晶高温合金的现象，成功地捕捉在本模型与损伤耦合。模型动力学考虑了由外载荷、共格界面错配、塑性活动和损伤引起的长程应力，以及由反相界面、位错线张力和森林位错捕获引起的短程应力。利用该耦合模型对单晶高温合金在200 MPa和350 MPa下的高温蠕变进行了$\langle 001 \rangle$模拟，并与实验结果进行了比较。结果表明，在整个蠕变过程中，模拟的相组织、位错和蠕变性能与实验基本一致。
2021-12-24 cond-mat.mtrl-sci
Detection of the onset of yielding and creep failure from digital image correlation
在许多应用中，需要对结构材料的塑性和失效特性进行非破坏性评估。通过这种方式，安全性和弹性特征可以得到显著改善。然而，虽然故障可以通过裂纹可见，塑性通常是不可见的，高度依赖于微观结构。在这里，我们表明，一个方程的基础上的主成分分析的方法是能够检测屈服和三级蠕变发病，直接从应变场获得的数字图像相关性，适用于组件，连续和非破坏性。我们证明了该方法的适用性，以产生镍基海恩斯230金属合金多晶样品，其特征在于通过电子显微镜和基准使用连续多晶塑性建模。此外，我们成功地将这种方法应用于屈服在单轴拉伸的哈氏合金X多晶样品，也准脆性纤维复合材料在单轴拉伸下的三级蠕变的发病。我们的结论是，有关键功能的时空波动的局部应变场，可用于推断力学性能。
2022-11-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
A continuum approach to combined $γ/γ'$ evolution and dislocation plasticity in Nickel-based superalloys
单晶镍基高温合金的蠕变是近几十年来研究的热点问题，而现在的模拟方法越来越能够对实验进行补充。在这些合金中，$γ/γ'$相微观结构与负载下的位错系统共同演化，并且理解相互作用对于理解所得蠕变性质是必不可少的。因此，预测建模需要能够建模和模拟相和缺陷微观结构的多物理场框架。要做到这一点，我们制定了一个耦合模型相场演化和连续位错动力学，充分占统计存储和几何必要的位错。模拟的$γ/γ'$相微观结构与四个$γ'$变体和共同发展的位错微观结构被发现是在良好的协议与实验观察。蠕变应变曲线作为微观结构演化方程的自然副产品而获得，而不需要额外的参数拟合。我们进行模拟的$γ/γ'$演化为不同的位错密度，并建立微观结构演化的驱动力，通过详细分析不同的贡献的弹性和化学能量密度的变化。连同模拟和实验蠕变曲线之间的比较，这项调查揭示了控制的机制，定向粗化（筏）的过程中，并表明，筏动力学显着依赖于位错微观结构的特性。除了在恒定载荷下进行筏运外，我们还研究了载荷条件变化的影响，并探索了通过沿不同的载荷路径进行预筏运来改善蠕变性能的可能性。
2017-02-08 cond-mat.mtrl-sci
Effects of carbon nanotubes on grain boundary sliding in zirconia polycrystals
氧化锆多晶材料在高温下会发生热激活晶界滑移，导致塑性甚至超塑性形变，从而导致力学性能急剧下降。由于GB滑动是材料中能量耗散的来源，机械损耗测量非常适合于研究这种机制。他们揭示，在一般情况下，机械损耗峰值，这演变成一个指数增加在较高的温度。当多晶陶瓷中存在晶间玻璃膜或/和非晶口袋时，机械损耗整体较高，蠕变速率也较高。在这里，我们表明，在氧化锆中引入碳纳米管，特别是，大大减少GB滑动，从而在高温下的机械损失。通过高分辨率透射电子显微镜在晶界处观察到纳米管，并且纳米管与通过边界的超塑性流动的减少有关，这应该提高材料的抗蠕变性。
2007-11-02 cond-mat.mtrl-sci
Thermal Effects in the Shear-Transformation-Zone Theory of Amorphous Plasticity: Comparisons to Metallic Glass Data
我们扩展我们早期的剪切转变区（STZ）理论的非晶塑性，包括热辅助分子重排的影响。我们的理论的这个版本是对非结晶固体中流动的传统理论的实质性修改和概括。在我们早期的工作中，它预测了一个动态的过渡之间的堵塞和流动状态在屈服应力。在该屈服应力以下，现在描述热辅助蠕变。我们表明，该理论占实验观察到的应变率依赖性的金属玻璃的粘度，它也捕捉到许多细节的瞬态应力-应变行为的这些材料在加载过程中。特别是，它解释了在足够高的应力作为低应力蠕变和屈服应力附近的塑性流动之间的过渡的超塑性的明显发病。我们还认为，这些变形过程的传统理论中存在内部不一致，并提出进一步的实验以及理论分析可能会导致更好地理解广泛的非平衡现象的方法。
2004-04-13 cond-mat.mtrl-sci
Cold dwell behaviour of Ti$_6$Al alloy: Understanding load shedding using digital image correlation and crystal plasticity simulations
利用数字图像相关技术和晶体塑性模拟方法研究了粗晶Ti-6Al合金在3种不同温度下的冷保压行为。应变提取大体积晶粒蠕变期间DIC测量和用于校准晶体塑性模型。两个主要的滑移系统（基底和棱柱）的临界分辨剪切应力（CRSS）的值被确定为温度的函数。在不同温度下测定了两个晶粒对（1）“流氓”晶粒对和（2）“非流氓”晶粒对）边界上的应力。在“流氓”粮食对，在蠕变期间的应力增量被发现在“硬”粮食中观察到甩负荷。在升高的温度下，发现120 C是最坏的情况，因为发现这两个晶粒对的晶界处的应力差是三个温度中最大的。这可以归因于这样一个事实，即棱柱体和基底滑移系统的应变率敏感性在这种最坏情况下的温度下最大。
2021-06-23 cond-mat.mtrl-sci
Fluctuations and scaling in creep deformation
本文用纸样研究了Andrade幂律和对数阶段蠕变中变形的空间波动。数字图像相关技术的测量结果表明，应变率波动的相对强度随时间的增加，在两个蠕变制度。在Andrade蠕变阶段，其特征在于由幂律衰减的应变速率$ε_t \sim t^{-θ}$，与$θ\approx 0.7$，波动服从$Δε_t \sim t^{-γ}$，与$γ\approx 0.5$。局部变形遵循适合于吸收状态/去钉扎过渡的数据塌陷。在晶体塑性模型中也发现了类似的行为，即出现了阻塞或屈服相变。
2010-07-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Modeling of cyclic creep in the finite strain range using a nested multiplicative split
提出了一种新的循环蠕变唯象模型，该模型适用于材料的有限蠕变变形。该模型考虑了蠕变应变速率的瞬时增加对载荷反转的影响。为了扩大模型的适用范围，蠕变过程完全耦合到经典的Kachanov-Rabonov损伤演化。因此，所提出的模型描述了蠕变的所有三个阶段。大应变运动学描述的几何精确的方式使用嵌套乘法分裂的假设，最初提出的狮子有限应变塑性。该模型是可容许的，客观的，和w-不变的。讨论了所提出的演化方程的隐式时间积分。相应的数值算法已在商用有限元程序MSC. MARC中实现。使用该代码，该模型进行了验证，使用真实的实验数据的循环扭转厚壁管试样的D16 T铝合金。数值计算的应力分布表现出“骨架点”内的标本。
2016-12-14 cond-mat.mtrl-sci
Wavelength-dependent photo-creep in halide perovskite single crystals
University of Toronto（多伦多大学）；Wuhan National Laboratory for Optoelectronics（武汉光电国家实验室）；Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学）
研究揭示了卤化物钙钛矿单晶体在不同波长光照下光蠕变行为的差异，发现绿色光抑制蠕变而紫光增强蠕变，揭示了载流子捕获与离子迁移的竞争机制对光蠕变的影响。
2026-04-12 cond-mat.mtrl-sci
Avalanche behavior in creep failure of disordered materials
我们提出了一个介观弹塑性模型的蠕变无序材料，认为温度依赖的随机激活的局部变形事件是相互耦合的内应力，导致集体雪崩动力学。我们推广这种随机塑性模型，通过引入局部强度的损伤，减少，统计平均，增加局部塑性应变。因此，该模型捕获失败的应变局部化在一个灾难性的剪切带伴随着有限时间的奇异性的蠕变速率。雪崩的统计在运行到故障的特征在于由一个下降的雪崩指数$τ$，在故障时，接近典型的临界分支过程的值$τ= 1.5$。平均雪崩率表现出一个反大森定律作为故障时间的函数，而雪崩时间的分布结果是一致的ETAS模型的地震统计。
2018-05-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Creep dynamics of athermal amorphous materials: a mesoscopic approach
屈服应力流体显示复杂的动力学，特别是当被驱动到固体和流动状态之间的瞬态状态时。受致密非晶材料蠕变实验的启发，我们实施介观弹塑性描述来分析非热系统中的瞬态动力学。我们的平均场和空间相关的方法一致地再现了典型的实验应变率响应不同的步骤施加应力。此外，它们使我们能够理解应变速率减慢（蠕变）和应变速率加速（流化）阶段的基本过程。当外加应力接近静态屈服应力时，流化时间以幂律方式增加。该应力值与剪切启动实验中的应力过冲有关，并且已知其取决于样品制备和老化。通过计算空间分辨模型中累积塑性的相关性，揭示了蠕变动力学过程中不同的协同运动模式。
2018-09-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Creep deformation of WC hardmetals with iron-based binders
铁由于其较低的成本和毒性而成为WC硬质合金中替代钴的候选者。在900-1200 °C下对WC-FeCr硬质合金进行压缩测试。特别注意的是稳态蠕变速率和应力指数（n）在等应力处理。三个制度的应力依赖性进行了观察。WC-Co的两个特征是：中等应力下的幂律蠕变（n~3）和较高应力（通常> 100 MPa）下的晶界滑动（n~1）。还观察到一个未报道的低应力（<10 MPa）区，其指数为n~2。通过结合电子显微镜与X-射线衍射织构测量，低应力制度是由于粘性流动的粘结剂，这是由扩散蠕变容纳在WC骨架。该机理可适用于其它硬质合金。与类似的WC-Co材料相比，WC-FeCr在1000 °C以下显示出改善的抗蠕变性，这可以通过其较低的自扩散性和WC比Co更低的溶解度来解释。然而，在对应于液态共晶形成的温度（~1140 °C）下，其抗蠕变性变得较差。这些结果表明，FeCr可能是一个合适的替代钴的共晶温度不超过。
2020-08-31 cond-mat.mtrl-sci
A micropolar continuum model of diffusion creep
固体多晶材料的扩散蠕变过程通常采用柯西连续介质模型描述，其粘性流变特性是依赖于晶粒尺寸的牛顿流体。这种连续体缺乏描述晶粒旋转所需的旋转自由度。在这里，我们提供了一个更一般的连续描述的扩散蠕变，包括晶粒旋转，并确定与微极（Cosserat）流体的材料的变形。我们推导出的微极本构张量的物理描述的离散收集刚性颗粒，要求离散和连续描述之间的等效耗散的均匀化的表达式。一般的本构关系推导出Coble（晶界扩散）和Nabarro-Herring（体积扩散）蠕变。详细的计算进行了二维平铺的不规则的六边形晶粒，这说明了一个潜在的耦合之间的旋转和平移的自由度。如果只考虑晶界处的材料的镀出或去除，则本构律是退化的：涉及晶界处的纯切向运动的变形模式不被抵抗。这种简并可以通过包括晶界滑动的阻力，或通过对变形施加额外的约束来消除。
2021-05-31 cond-mat.mtrl-sci
Crack propagation by activated avalanches during creep and fatigue from elastic interface theory
本文通过弹性界面理论研究了蠕变和疲劳过程中由激活雪崩驱动的裂纹扩展，提出依赖时间和协议的长度尺度来解释疲劳裂纹在应力松弛更大时生长更快的悖论。
2025-03-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Spatial fluctuations in transient creep deformation
我们研究的瞬态蠕变变形的材料作为时间的函数的空间波动，无论是通过数字图像相关（DIC）测量的纸样品和晶体塑性或离散位错动力学模型的数值模拟。该模型有一个干扰或屈服相变，周围的幂律或安德拉德蠕变被发现。在初级蠕变，相对强度的应变速率波动随时间的增加在这两种情况下-空间平均蠕变速率服从安德拉德定律$ε_t \sim t^{-0.7}$，而局部蠕变速率的空间波动的时间依赖性由$Δε_t \sim t^{-0.5}$。一个类似的缩放的波动被发现在对数蠕变制度，通常观察到较低的施加应力。本文从这种空间涨落的观点出发，简要地回顾了安德拉德蠕变的一些经典理论。我们认为这些现象学的，随时间变化的蠕变规律的描述的基础上的非平衡相变分离不断发展和冻结状态的系统时，外部施加的负载是不同的。这样的解释进一步讨论的吸收状态/脱钉相变的精神，以及变形-变形的相关性和累积应变分布的宽度的局部变形的数据崩溃。结果还比较了2 $d$线性界面模型或淬火Edwards-Wilkinson方程的脱钉转变附近观察到的序参量波动。
2011-05-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Effect of Grain Size and Local Chemical Order on Creep Resistance in MoNbTaW Refractory High-Entropy Alloy: A Molecular Dynamics Study
Bangladesh University of Engineering and Technology（孟加拉国工程与技术大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
研究通过分子动力学模拟探讨了钼铌钽钨高熵合金在不同应力和温度下蠕变变形行为，发现晶粒尺寸增大可降低晶界面积从而增强抗蠕变性能，局部化学有序可强化晶界以提高抗蠕变能力。
2026-03-26 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Exactly solvable model of sliding in metallic glass
在低温下，T -> 0，完美晶体的屈服应力等于其所谓的理论强度。非完整晶体的屈服应力由位错迁移率的应力阈值控制。非晶态固体既没有理想的结构，也没有滑移位错。其屈服应力，即宏观非弹性变形开始时的应力，取决于局部非弹性变形发生时的局部（归因于每个原子位置）临界应力的分布。本文描述了具有任意均匀局部临界应力分布的平面层强度和滑移的精确可解模型。找到了非热滑动的宏观应力门槛值，描述了滑动层的热激活蠕变动力学。热激活滑动的速率与低温强度参数密切相关。滑动激活体积与所施加的外部应力成比例，其中β<1。所提出的模型解释了多簇金属玻璃低温变形的机制和屈服应力，因为多簇金属玻璃的簇间边界是所述类型的自然滑动层。
2011-06-30 cond-mat.mtrl-sci
Mesoscale Description of Interface-Mediated Plasticity
本研究针对位错-界面相互作用决定多晶力学性能的问题，基于双晶体学与Burgers矢量反应/守恒推导了适用于任意界面和滑移系的介观界面边界条件，可预测滑移传递且结果适配现有位错塑性模拟方法。
2023-06-16 cond-mat.mtrl-sci
Long Term Friction: from Stick-Slip to Stable Sliding
我们已经设计了一个原始的实验室实验，我们调查了大量的变形周期的单晶盐滑块的摩擦行为。由于其物理性质，盐，天然断层的替代品，允许摩擦和塑性形变和压力溶解蠕变在同一时间尺度上是有效的。在相同的实验中，我们观察到一个连续的变化的摩擦行为的滑块在恒定的条件下的刚度，温度和加载速度。粘滑状态逐渐消失，最终达到稳定滑动状态。同时，在显微镜下观察到的接触界面，开发出一个条纹状的形态与接触粗糙的长度和宽度增加，主张增加临界滑移距离DC。包括速度跳跃在内的补充实验表明，速率和状态摩擦定律的摩擦参数a和b随着累积滑移而逐渐消失。因此，在我们的实验条件下，摩擦的最终阶段与速率和状态无关。
2007-02-16 cond-mat.mtrl-sci
Localised stress and strain distribution in sliding
本文结合纳米划痕实验与HR-EBSD表征，并采用晶体塑性有限元模型进行三维模拟，揭示了微米尺度滑动接触下的局部应力与应变分布，为理解微尺度磨损的多物理机制提供基础。
2024-11-24 cond-mat.mtrl-sci
The viscoelastic rheology of transient diffusion creep
Bullard Laboratories, Department of Earth Sciences, University of Cambridge（剑桥大学地球科学系布拉德实验室）
本文提出了一种基于有限元计算的简单模型，用于描述瞬态扩散蠕变的粘弹性行为，并通过实验验证其有效性。
2025-11-10 cond-mat.mtrl-sci physics.geo-ph
Causation-guided mechanism identification and interpretable reduced-order modeling of damage-driving grain-boundary stress in creep
Tsinghua University（清华大学）；Beijing University of Technology（北京工业大学）；University of Wisconsin, Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
本文通过结合位错攀爬影响的晶粒塑性有限元模拟与因果引导机器学习框架，识别晶界应力的关键特征并建立可解释的降阶模型，揭示了晶界几何、晶体学兼容性、蠕变应力松弛和微机械对比的耦合作用。
2026-08-14 cond-mat.mtrl-sci cs.IT math.IT
Micro-plasticity in a fragile model binary glass
在名义上的弹性制度的原子变形模拟进行的模型二元玻璃的应变速率低至$10^{4}$ /秒（对应于0.01剪切应变每1 $μ$秒）。一个强大的弹性显示，表现出只有轻微的弹性软化，尽管相当不同程度的结构松弛发生在四个数量级的应变率考虑。对原子尺度结构的仔细检查表明，对于两种类型的局部原子环境，材料响应明显不同。一个系统跨越iscosahedral协调子结构响应纯弹性，而其余的子结构也承认微塑性演化。这导致了非均匀的内部应力分布，在卸载时，导致负蠕变和完全残余应变恢复。局部应力，原子位移和SU（2）局部键拓扑结构方面的详细结构分析表明，这种微观过程可以导致局部应力的大变化，更有可能发生在具有较高自由体积和较软弹性刚度的几何挫折区域。这些见解揭示了原子光的结构起源，可能会支配最近的实验观察显着的结构演化响应弹性加载协议。
2020-11-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
A unified framework for polycrystal plasticity with grain boundary evolution
多晶体中的塑性形变由晶内滑移和晶界介导塑性之间的相互作用控制。然而，虽然体位错所起的作用是相对较好的理解，晶界（GB）的贡献最近才开始研究。已知GB塑性与体塑性一起在宽范围的条件下起关键作用，例如动态恢复、超塑性、剧烈塑性形变等，并且开发能够同时捕获GB和体塑性的模型已经成为高度相关的主题。在本文中，我们开发了一个多晶塑性模型，能够模拟各种晶粒边界介导的塑性过程，结合体位错滑移的一致性。该模型从单晶的描述开始，并通过使用作者开发的专门设计的乘法分解来创建无晶格应变的多晶配置。这导致了一个特定的几何必要位错（GND），定义基本GB功能，如取向不良和倾斜的介绍。该系统的演变是基于能量泛函，该能量泛函使用GND张量的非标准函数来考虑晶界能以及标准弹性能。我们的实现建立在光滑的描述GBs的启发扩散界面模型的晶粒演化数值方便。我们通过模拟各种各样的现象，如剪切引起的GB滑动，耦合GB运动，曲率引起的晶粒旋转和收缩，并通过位错亚晶粒的形成，和结晶的方法的一般性和潜力。
2017-09-28 cond-mat.mtrl-sci
Effects of Defects on Friction for a Xe Film Sliding on Ag(111)
用分子动力学模拟方法研究了台阶缺陷和随机排列的点缺陷（如空位或替代杂质）对氙单层膜在银（111）衬底上滑动时摩擦力的影响，并与衬底表面势中最低阶微扰理论的结果进行了比较.对于台阶的情况，摩擦力的大小和速度依赖性强烈地依赖于相对于台阶的滑动方向和摩擦强度。当所施加的力F垂直于台阶时，薄膜在F小于临界力Fc时被钉扎。然而，膜沿着台阶的运动不是固定的。滑动速度随时间的波动提供了粘滑运动和热激活蠕变的证据。模拟完成与基板含有5%的浓度的随机点缺陷的各种方向的施加的力表明，该膜被钉扎的力低于临界值。然而，临界力仍然远低于石英晶体微天平（QCM）实验中衬底振荡施加在膜上的有效惯性力。最低阶微扰理论的衬底电位示出与模拟一致的结果，它是用来给一个物理图片可以预期的真实表面，其中包含许多缺陷。
1999-04-13 cond-mat.mtrl-sci
SLIDE: Automated Identification and Quantification of Grain Boundary Sliding and Opening in 3D
本文提出 SLIDE 自动化框架，融合 DIC、EBSD、光学轮廓测量和二次电子成像，在纳米尺度区分并定量三维晶界滑动与张开，且已通过虚拟实验和镀锌钢实验验证。
2025-07-23 cond-mat.mtrl-sci
The roles of adhesion, internal heat generation and elevated temperatures in normally loaded, sliding rough surfaces
塑料和摩擦生热和高温的热效应进行了检查，随着粘滞磨损的背景下，使用一个有代表性的晶体塑性，正常加载，滑动表面模型的粘附的作用。预测了316L钢的粘结频率行为。表面的变形主要是由表面的几何形状，没有显着的影响，由于摩擦模型的变化。塑料和摩擦加热被发现对表面变形的影响很小，快速的热传导防止了任何高度局部化的加热。对预测的磨损频率响应没有相应的影响。等温，升高的温度条件下引起的磨损阻力下降，由临界分解剪切应力的温度敏感性驱动。由塑性变形材料的面积和塑性范围量化的变形程度随着温度而增加。几个表面振幅和波长条件下与文献结果进行了比较。模型结果与文献中的结果相比。然而，对于固定表面，随着温度升高，预测的抗磨损性的降低并不像文献中的观察结果那样严重，这表明其他机制（例如相变、表面涂层和氧化物）可能很重要。
2019-10-09 cond-mat.mtrl-sci
Quantitative tracking of grain structure evolution in a nanocrystalline metal during cyclic loading
采用分子动力学模拟对平均晶粒尺寸为5 nm的纳米晶Al的机械诱导结构演化进行了定量研究。多晶样品在不同的温度下循环应变，而最近开发的晶粒跟踪算法被用来测量新的变形机制，如晶粒旋转和晶粒滑动的相对贡献。在循环过程中还跟踪了样品的织构和晶粒尺寸，以显示纳米晶塑性如何重新排列整体晶粒结构并改变晶界网络。虽然在循环过程中没有明显的纹理形成，但负责塑性的过程共同作用以改变界面网络。循环加载导致在整个样品中形成许多孪晶边界以及相邻晶粒的偶尔合并，较高的温度导致更多的演变。观察到一个依赖于温度的循环强化效应，表明纳米晶金属的结构和性能可以在加载过程中动态。
2014-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultra high-temperature deformation in a single crystal superalloy: Meso-scale process simulation and micro-mechanisms
一个单晶镍基高温合金进行工业相关的过程模拟的介观尺度研究揭示了微观结构的发展和微观力学行为之间的复杂的相互作用。由于样品计量体积小于它们所产生的母体材料的高度核心结构的长度尺度，它们的细微组成差异引起不同的加工硬化速率，受到不同的二次枝晶臂间距、γ相固溶线温度和拓扑反转的γ/γ相微观结构的影响。的γ-总理沉淀物具有一个特征的“X”形态，从热有利的枝晶生长和N-型漂流，表明蠕变型机制是普遍的同时积极的溶质传输机制。高分辨率电子背散射衍射（HR-EBSD）表征揭示了变形图案，以下的伽马/伽马-素数的微观结构，具有高的几何必要的位错密度场本地化的伽马/伽马-素数接口;奥罗万循环显然是介导的可塑性的机制。残余弹性应力的检查表明，“X”γ '沉淀物形态显著增强了变形不均匀性，导致γ通道内的应力状态有利于滑移，并促进γ'沉淀物突起的进一步生长。这种局部塑性和残余应力的组合被认为是在随后的铸造后均匀化热处理中形成再结晶缺陷的关键。
2020-08-17 cond-mat.mtrl-sci
Modeling collective dislocation dynamics in ice single crystals
本文提出了一个用数值模拟方法研究冰单晶塑性的模型。该模型包括位错之间的相互作用的长程字符，以及相互湮灭的可能性，这些线缺陷的特点是其伯格斯矢量。在模型中还引入了一个倍增机制，代表激活的Frank-Read源由于位错钉扎。我们的方法，我们能够探测的位错图案，这是由于位错动力学。此外，我们的研究结果显示驱动的动态临界现象，如缩放行为，和雪崩动力学的特点。其中一些结果解释了蠕变下冰单晶的实验结果，如实验中系统观察到的声发射强度的幂律分布。
2001-05-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Investigation of Deformation and Fracture Mechanisms in Two-dimensional Gallium Telluride Multilayers Using Nanoindentation
二维材料具有优异的电学、光学和机械性能，在柔性器件方面具有巨大的潜力。然而，它们的机械变形性能和断裂机制，这是不可避免的在许多应用中，如柔性光电子，仍然不清楚或没有彻底研究由于方法的限制。有鉴于此，这样的机械性能和机制探索的例子碲化镓（GaTe），一个有前途的光电候选人与二维家庭内的一个光电响应和高塑性。针对基于原子力显微镜（AFM）的纳米压痕方法驱动力不足的问题，采用Berkovich针尖纳米压痕、显微拉曼光谱、AFM和扫描电子显微镜对衬底支撑和悬浮GaTe多层膜的力学性能进行了系统研究.载荷曲线中观察到多个弹出和载荷下降事件的异常同时发生。通过进一步关联到分子动力学计算，揭示了这种并发起源于层间滑动介导的层间断裂机制的碲化镓多层膜。结果表明，GaTe多层膜与衬底之间的范德华力远大于GaTe层间的范德华力，导致多层膜在GaTe层内容易滑动和断裂。这项工作提供了新的见解的变形和断裂机制的GaTe和其他类似的二维多层膜在灵活的应用。
2022-04-23 cond-mat.mtrl-sci
Scratching the surface: Elastic rotations beneath nanoscratch and nanoindentation tests
在本文中，我们研究了在（001）Cu单晶上使用两个方向的Berkovich尖端的纳米划痕试验附近的残余变形场。我们比较的变形与压痕，在试图了解切向滑动的变形机制。利用高分辨电子背散射衍射（HR-EBSD）技术，在聚焦离子束（FIB）制备的横截面上对晶格旋转场进行了实验映射。基于物理的晶体塑性有限元模型（CPFEM）用于模拟晶格旋转场，并提供对纳米划痕实验周围的3D旋转场的深入了解，因为它从初始静态压痕过渡到稳态划痕。CPFEM模拟捕捉实验旋转场具有良好的保真度，并显示如何扭转的划痕方向的旋转作为压头远离初始压痕移动。
2020-07-21 cond-mat.mtrl-sci
The effect of annealing on the elastoplastic and viscoelastic responses of isotactic polypropylene
本文报道了对全同立构聚丙烯（i）在110 - 150 ℃范围内的各种温度下退火24小时的试样进行的一系列恒定应变速率拉伸试验和（ii）在未进行热处理的试样和在140 ℃下退火的试样的亚屈服变形区中进行的两系列蠕变试验的观察结果。建立了半结晶聚合物的弹塑性和非线性粘弹性响应模型。聚合物被视为由结点（物理交联、缠结和层状嵌段）桥接的大分子的等效瞬态网络。网络被认为是高度异质性的，它被认为是一个合奏的中间区域具有不同的激活能的分离股从临时节点。弹塑性行为被建模为由力学因素驱动的细观域相对于彼此的滑动。粘弹性响应归因于活性链从临时接头的分离和悬挂链到网络的附接。利用热力学热力学定律导出了等温单轴变形的本构方程。通过对实验数据的拟合，找出了应力应变关系中的可调参数。
2002-03-06 cond-mat.mtrl-sci
Superplasticity-like behavior of ultrafine-grained austenitic steel 321
本研究通过ECAP制备超细晶奥氏体钢321，发现其在750°C时表现出超塑性（伸长率约250%），机制为晶界滑动与幂律蠕变协同，断裂以空腔形成为特征。
2023-12-25 cond-mat.mtrl-sci
High temperature deformation mechanisms in monolithic 3YTZP and 3YTZP containing single wall carbon nanotubes
本研究通过SPS制备单块及含SWCNTs的3YTZP复合材料，发现添加SWCNTs使活化能降低约25%但应力指数略升，其高温变形机制为晶界扩散协调的晶界滑移。
2024-02-04 cond-mat.mtrl-sci
Grain Boundary Softening from Stress Assisted Helium Cavity Coalescence in Ultrafine-Grained Tungsten
在粗晶材料中氦空穴的形成产生与空穴的数量密度和尺寸成比例的硬化，并且是由于位错与晶内氦缺陷的相互作用。在含有高密度界面汇的纳米结构金属中，晶界上的优先空穴形成反而产生软化，并且通常归因于增强的界面塑性。采用两个等级的超细晶粒钨，我们探索这种效果，使用有针对性的注入研究，以映射腔演变作为辐射条件的函数，并通过纳米压痕量化其对机械响应的影响。软化的报告在植入温度高于优先晶界空腔形成的阈值，但在足够低的能量密度之前的晶粒内空腔的生长。集体的平均空腔的大小，密度和形态下的残留的印象植入表面上的变化表明，腔聚结伴随着硬度的降低。互补原子模拟表明，在钨晶粒结构表现出软化，晶界气泡聚结驱动的应力集中，进一步采取行动，通过合作的变形过程，涉及本地原子洗牌和滑动，位错发射，甚至不稳定的孪生事件的成核在晶界局部应变。
2023-03-27 cond-mat.mtrl-sci
A two-scale model for sheared fault gouge: Competition between macroscopic disorder and local viscoplasticity
我们开发了一个模型，剪切断层泥层，占在滑动过程中的晶粒接触的局部温度升高。我们使用剪切转变区（STZ）理论，统计热力学理论，描述不可逆的宏观塑性形变由于局部重排的凿颗粒。我们使用一维热扩散方程跟踪晶粒接触处的温度演化。在低温下，粗糙体的强度受到流动强度的限制，正如位错蠕变模型所预测的那样。在高温下，晶粒的一些成分可能熔化，导致粗糙度强度降低。我们的模型预测的对数速率依赖的稳态剪切应力在准静态政权。在密相流区，由于颗粒界面处的热软化效应，摩擦强度随滑移率的增大而迅速降低。应变率阶跃后的瞬态响应包括直接效应和随动演化效应，这两种效应都依赖于速度阶跃的大小和方向。除了摩擦热之外，能量预算还包括一个额外的能量汇，代表增加局部无序所消耗的外部功的一部分。该模型将断层泥层的低速和高速摩擦响应联系起来，并为地震破裂的多尺度建模提供了一个重要的组成部分，增强了同震弱化。
2014-02-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.geo-ph
Revealing the tribological stress field by using deformation twins as probes
通过应变孪晶探针研究摩擦应力场，揭示塑性变形对材料滑动载荷响应的影响。
2025-12-01 cond-mat.mtrl-sci
Mechanics of incompatible asymmetric grain boundary migration
Iowa State University（爱荷华州立大学）
通过多相场框架引入晶界本征变形流动法则，揭示了弹性相容性如何调控晶界迁移，并自然产生迁移阈值、残余背应力和方向不对称性等涌现力学行为。
2026-05-29 cond-mat.mtrl-sci
Deformation and adiabatic heating of single crystalline and nanocrystalline Ni micropillars at high strain rates
该研究通过原位微柱压缩实验，探究单晶与纳米晶镍在高应变速率下的变形机制，并利用晶体塑性有限元模拟揭示绝热加热效应，发现纳米晶镍晶界处温升显著。
2025-04-21 cond-mat.mtrl-sci
