近期,陈江华团队徐先东课题组与我校机械与运载工程学院方棋洪教授课题组,香港城市大学杨勇教授团队合作,在《美国科学院院刊》(PNAS)发表题为“Heterogeneous lattice strain strengthening in severely distorted crystalline solids”的研究论文。发现了高熵合金“非均匀晶格应变”强化新机制,开发了能够调控复杂化学成分材料强韧性的计算模拟方法,为设计高性能高熵合金和高熵陶瓷等具有严重晶格畸变材料提供了新策略。
在此工作中,徐先东教授采用球差校正扫描透射电子显微镜为本工作获得了FeCoCrNiMn高熵合金非均匀晶格应变场,结合微米柱压缩实验可以清楚地证明非均匀应变场对力学性能的重大作用。通过原子级的精细表征发现了由应变幅值和离散度控制的新的“非均匀晶格应变”强化机制,有别于析出相强化、固溶强化等传统强化理论。调控材料内在的非均匀晶格应变为开发先进的严重晶格扭曲晶体材料开辟了新的途径。
图1 非均匀晶格应变场的实验表征和特征分析