裂纹尖端几何形状对位错发射与解理的影响：一条增强延性的可能路径

我们系统地研究了裂纹钝化对后续裂纹扩展与位错发射的影响。我们发现，使裂纹扩展所需的应力强度因子随裂纹钝化（最多达十三个原子层）而增大，但对于具有尖锐60$^\circ$角的裂纹仅增大相对较小的量。钝化的影响远小于光滑钝化裂纹的预期；尖锐角保留了应力集中，削弱了钝化的效应。然而，对于某些材料参数，钝化将优选变形模式从脆性解理改变为位错发射。在此类材料中，裂纹尖端对预存位错的吸收可使裂纹尖端发生局部止裂，从而显著增大裂纹尖端的微观韧性。连续介质塑性模型已表明，即便微观韧性中等程度的增加，也可使材料的宏观断裂韧性提高数个数量级。因此，我们提出了一种裂纹尖端的原子尺度机制，其最终可能在一些看似能以脆性方式扩展的尖锐裂纹材料中导致高断裂韧性。文中还给出了在II型加载下钝裂纹的结果。