非晶态与短程有序复杂构相: 对纳米晶 Al-Ni 合金中晶界介导塑性的影响
材料科学
2026-05-27 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
在热力学稳定的纳米晶合金中, 非晶态晶界(GB)复杂构相通常被假设为结构均匀, 但其无序性使其易受局部短程有序(SRO)的影响。局部 SRO 对此类复杂构相中 GB 中介塑性机制的影响尚不清楚。本文采用大规模蒙特卡罗和分子动力学模拟来填补这一空白, 通过模拟两种镍浓度(2 at.% 和 4 at.%)的纳米晶 Al-Ni 合金。913 K 的退火产生厚实且均匀的非晶态粒界膜复杂构相, 而 378 K 的退火则产生含有 FCC 类型和 BCC 类型 SRO 的半非晶态复杂构相。这两种复杂构相状态产生根本不同的机械响应。非晶态复杂构相作为位错吸收体, 抑制剪切局部化, 通过剪切变形区实现均匀塑性, 但牺牲了强度。SRO 复杂构相产生更高的强度, 但也促进晶界网络中的应力异构性, 导致无论镍浓度如何, 都出现强烈的剪切局部化。这种对比反映了从非晶态复杂构相合金物料中由剪切变形区控制的行为向 SRO 复杂构相合金物料中由晶界应力异构性控制的行为之间的根本性的机制转变。这些发现凸显了复杂构相工程在调控纳米晶材料机械性能方面的潜力。
关键词
引用
@article{arxiv.2605.27218,
title = {Amorphous vs. Short-Range-Ordered Complexions: Consequences for Grain-Boundary-Mediated Plasticity in Nanocrystalline Al-Ni Alloys},
author = {Frederic Sansoz and Eve-Audrey Picard},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.27218},
year = {2026}
}