北京
位錯環是在輻照下引起材料脆化和膨脹等有害影響的關鍵缺陷。如何區分它們的類型（間隙型或空位型）是一個長期存在的挑戰，對理解輻射損傷具有重大意義。
近日， 香港城市大學馬衎教授團隊聯合湖南大學鄧輝球教授團隊以及法國 CEA 核材料研究中心 Marie Loyer-Prost 教授團隊，研究證明了輻射誘導的Frank環的形態可以揭示其在面心立方（fcc）結構中的性質：圓形環在所有FCC材料中都是間隙型，而多邊形環在高堆垛層錯能（SFE）合金中是空位型，但在低SFE和高熵合金中是不同類型的。多邊形形狀歸因于a0/3<111>位錯解離為a0/6<112>肖克利部分位錯和a0/6<110>梯桿位錯。 空位環的解離在能量上是有利的，而間隙環需要外部刺激來促進位錯傳播。這種“形態-性質”相關性不僅突顯了空位/間隙環的不對稱性，還為區分各種材料的環性質提供了一種有效的方法。
相關論文以題為Decoding the interstitial/vacancy nature of dislocation loops with their morphological fingerprints in face-centered cubic structure發表在Science Advances。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1126/sciadv.adq4070
圖1. 純鎳510°C離子輻照空位型位錯環表征與取向分析
圖2. 純鎳與FCC高熵合金輻照間隙型位錯環
圖3. 不同FCC材料中空位型位錯環與間隙環的形貌
圖4. 間隙環與空位環弛豫過程中的應力場演化和位錯分解
圖5. 4D-STEM測量間隙環應力場
圖6 層錯能與不穩定層錯能比值對空位環分解影響
圖7 位錯環類型-形貌的關聯性
本文來自公眾號“材料科學與工程”。
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