小颗粒金属中晶界变形的奥秘揭秘

位错是传统金属和合金力学性能的关键晶体缺陷。当位错数量稀少或受到限制时（例如在纳米晶体中），基于晶界的机制可能会代偿并导致永久变形，其中剪切-迁移耦合被认为是这些过程中效率最高的一种。然而，尽管研究广泛，对于迁移晶界产生的剪切量如何量化，目前尚未达成共识。本研究通过实验表明，在细晶粒多晶体中，这种剪切不依赖于晶界取向差，且其效率较低。这些发现支持了一种关于晶界的新概念：晶界不应被视为携带本征“耦合因子”（类似于位错的柏氏矢量）的晶体缺陷，而应被看作是包含特殊缺陷（称为“失配位错”）的特定晶格，这些失配位错反过来至少会决定晶界的力学性能。研究还证实，多晶体可以在没有位错的情况下发生塑性变形，但其效果较差，这为解释纳米晶金属在低温和室温下延展性差的现象提供了一条可能的途径。