缺陷相关的动态纳米压痕硬度——高达 25000 s⁻¹ 的铜材料
材料科学
2026-03-03 v1
摘要
金属在应变率约为1000 s⁻¹ - 3000 s⁻¹时表现出强度的上升趋势，这一现象由快速位错乘增、相互作用和储存决定。这种现象严重受初始位错密度的影响。然而，在如此极端条件下，由低角度晶界(LAGB)中排列的不活跃位错在形变中的作用尚未被探索，尽管这些位错在工程材料中十分常见。本文采用高应变率纳米压痕技术，针对含有倾斜和扭转成分的铜晶体中不同初始位错密度的LAGB进行测试。我们证明Taylor硬化模型在宽广的应变率范围内仍然有效。我们发现LAGB对机械性能的影响在测量误差范围内。然而，靠近LAGB的压痕痕迹表明，LAGB作为位错的屏障作用。分子动力学模拟进一步确认了这些发现。测得的活化体积以及在不同更高应变率下对同一凹陷的重新压痕，提供了关于形变机制的洞见。本工作为晶体结构与高应变率形变之间的相互作用提供了新视角。
引用
@article{arxiv.2603.01845,
title = {Defect dependent dynamic nanoindentation hardness of copper up to 25 000 s-1},
author = {Hendrik Holz and Lalith Kumar Bhaskar and Tobias Brink and Dipali Sonowane and Gerhard Dehm and James P. Best and Rajaprakash Ramachandramoorthy},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.01845},
year = {2026}
}
备注
31 pages, 7 main figures, 6 supplemental figure