通过偏析诱导的晶界相变形成位错连接

位错连接长期以来被认为是多晶材料中晶界 (GB) 动力学的关键介质，传统上被理解为通过热激活或力学激活形核。在本研究中，利用原子尺度模拟，我们揭示了一种完全由溶质间隙原子偏析驱动的独特形核机制，该机制在多种替代式二元合金体系（例如 Al-Ni、Al-Fe）中均得到验证。该过程表现出零形核能垒，与纯体系中的形核机制形成鲜明对比。我们识别了通过偏析诱导的晶界相变激活的状态：(i) 促进晶界迁移并随连续偏析而消失的孤立位错连接或相结，以及 (ii) 通过两个方向相反的孤立位错连接形成的复合位错连接。这些位错连接具有力学稳健性，能够抑制剪切耦合迁移，转而在施加剪切载荷下导致晶界非晶化和纯滑移。与这些复合位错连接相关的长程应力场进一步吸引溶质原子并协助沉淀相的形核。这些在纯材料中不存在的位错连接遵循独特的形核路径，这一点已通过双色图分析得到证实，并在不同的合金化学成分和晶体结构中持续存在。我们的研究结果表明，溶质间隙原子偏析为无位错连接形成提供了一条强有力的且未被认识到的途径，从而从根本上扩展了当前对合金体系晶界动力学的理解。