纳米尺度脆性非晶碳中的裂纹尖端塑性与本征增韧
材料科学
2019-10-07 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
大多数单块脆性材料由于缺乏本征增韧机制（如裂纹前沿附近的塑性），容易因裂纹而失效。因此，缓解脆性陶瓷突然失效的努力大多集中在开发阻碍裂纹尖端后方扩展的外部增韧机制上，例如纤维桥接。本工作中，我们通过实验证明，即使是在类金刚石碳（DLC）这样的脆性单块陶瓷材料中，当其外部尺寸减小到亚微米尺度时，也会出现本征增韧。这一独特现象源于小尺寸样品中裂纹驱动力的减小，这反过来使它们能够承受足够高的应力以激活局部原子塑性。通过纳米力学拉伸与弯曲实验、电子能量损失谱分析以及用于应力分布计算的有限元方法，我们确认与 sp3 到 sp2 再杂化相关的局部原子塑性是本征增韧的原因。
引用
@article{arxiv.1910.01810,
title = {Crack-tip Plasticity and Intrinsic Toughening in Nano-sized Brittle Amorphous Carbon},
author = {Dahye Shin and Dongchan Jang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.01810},
year = {2019}
}
备注
2 tables, 7 figures in main, 5 figures in supplementary information