构建层级马氏体

马氏体材料表现出复杂的、层级化的微观结构，包含被各种类型孪晶界分隔的结构畴。存在若干概念用于在每个长度尺度上描述这种微观结构，然而，目前没有一种综合方法能够桥接从纳米尺度到宏观尺度的整个范围。在这里，我们以镍锰基 Heusler 合金为例，描述了这种层级微观结构是如何仅凭一个关键参数从零开始构建的：即原子层级上基本构建单元的四角畸变。基于这一初始单元，我们引入了五个连续的嵌套构建单元层级。在每个层级上，通过对前一层级的单元进行孪晶化以在局部最小化相关能量贡献，从而形成更大的构建单元。这自然地解释了不同类型孪晶界的出现。我们将这种嵌套构建单元的跨尺度方法与实空间和倒易空间中的实验进行了比较。我们的嵌套构建单元方法具有通用性，因为它可以应用于表现出无扩散转变的广泛功能材料类别。