剖析纳米晶 Pd$_{90}$Au$_{10}$ 的变形机制

我们利用基于同步辐射的原位衍射和主导剪切变形，在晶粒尺寸为 10 nm 或更小的极限情况下，识别、剖析并量化了纳米晶 $\mathrm{Pd}_{90}\mathrm{Au}_{10}$ 中的相关变形机制。我们确定了晶格与晶界弹性、在晶界核心区域运作的剪切重排、应力驱动的晶界迁移以及沿晶格平面的位错剪切对整体变形的贡献，然而它们的贡献份额显著不同且依赖于应力，具有非平凡性。关于晶格弹性，我们发现胡克线性弹性一直盛行至约 1.6 GPa 的最大应力值。在晶界处/沿晶界传播应变的剪切重排随载荷增加而渐进增强，在宏观塑性阶段承担了约三分之二的整体应变。应力驱动的晶界迁移需要克服略低于约 1.4 GPa 屈服强度的阈值应力，并对整体应变贡献约 10% 的份额。显著的位错活动始于约 0.9 GPa 的应力值，随后增加并最终传播至整体应变的约 15% 的最大份额。在低于 0.9 GPa 的应力区间（其特征为切线模量显著下降），仅存在剪切重排以及晶格和晶界弹性。该区间内的材料响应似乎指示非线性粘性行为，而非像传统面心立方金属中观察到的那样与加工硬化或应变硬化相关。