La découverte de bandes de glissement prolongées remodèle la compréhension de la déformation matérielle sous stress

Université de Californie, les scientifiques d’Irvine ont élargi un modèle de longue date régissant les mécanismes derrière les bandes de glissement, un processus qui produit des marques de contrainte dans les métaux sous compression, obtenant une nouvelle compréhension du comportement des matériaux avancés critiques pour les systèmes énergétiques, l’exploration spatiale et les applications nucléaires.

Dans un journal publié récemment Communications de la natureles chercheurs de la Samueli School of Engineering de l’UC Irvine rapportent la découverte de bandes de glissement prolongées – une découverte qui remet en question le modèle classique développé dans les années 1950 par les physiciens Charles Frank et Thornton.

Alors que la théorie Frank-Liad attribue la formation de bande de glissement à la multiplication de dislocation continue aux sources actives, l’équipe UC Irvine a constaté que des bandes de glissement prolongées émergent de la désactivation de la source suivie de l’activation dynamique de nouvelles sources de luxation.

Le processus qui se traduit par des bandes de glissement prolongées a été observée échelle atomique Par les chercheurs de l’UC Irvine, ils ont effectué une compression mécanique sur les micropilles d’un alliage de chrome, de cobalt et de nickel, récemment jugées parmi les matériaux les plus difficiles de la Terre.

Utilisation de la numérisation microscopie électronique à transmission Rendu possible par le UC Irvine Materials Research Institute et la modélisation atomistique à grande échelle, l’équipe a pu considérer la bande de glissement confinée comme une zone de glisse mince avec des défauts minimaux et la bande de glissement prolongée avec une densité élevée de défauts planaires.

« La dynamique complète de la formation de la bande de glissement au niveau fondamental n’avait pas été comprise au cours des plus de 70 ans que la théorie Frank Read a été développée », a déclaré l’auteur correspondant Penghui Cao, professeur agrégé d’ingénierie mécanique et aérospatiale de l’UC Irvine.

« Notre capacité à capturer ces processus à des échelles atomiques et nanométriques fournit de nouveaux informations sur le mouvement de la dislocation collective et l’instabilité de déformation microscopique dans les matériaux structurels avancés. »

Il a dit que les bandes de déformation, où la contrainte se concentre dans les zones locales, est courante dans de nombreuses substances et systèmes fabriqués par l’homme et naturel, y compris solides cristallinsmétaux, milieux granulaires et même défauts géologiques sous contrainte de compression.

« Avec l’avènement de nouveaux » supermatériaux « avancés tels que l’alliage Crconi, une compréhension approfondie de leurs comportements est plus critique que jamais », a noté Cao. « Ces connaissances fondamentales accélèrent la découverte de matériaux avec des propriétés mécaniques sur mesure et prévisibles pour répondre à la demande croissante de matériaux avancés résilients aux environnements extrêmes à travers les secteurs de l’énergie et de l’aérospatiale. »