钨材的脆性断裂：基于双义边界错位堆积的研究

刚体金属（BCC）合金在现代技术和结构应用中具有极其重要的价值。然而，其在科学和技术中的更广泛应用受到低温脆性的严重限制，这以不可接受的脆- ductile 转变温度（DBTT）值为标志。这些合金的DBTT已知与材料随后的晶体结构密切相关，但其依赖机制尚不明了。本文应用跨尺度分子动力学（MD）方法——该方法在保持完整原子分辨率的同时捕捉位错、双晶和裂纹在近微米尺度体积内的集体演化——来探讨单晶钨柱在初始缺陷晶体结构、变形条件和温度下的脆性和断裂。模拟结果揭示了一系列有利于失效的微观过程：位错耗竭，双晶的核生长，双晶边界在表面毛刺处的固定，导致错位堆积触发裂纹在低宏观应力下沿非一致边界段的生长和传播。通过在单一原子框架内解析这些过程，本研究将缺陷水平动力学与宏观断裂行为相联系，识别了通过针对性促进或抑制底层变形机制可实现DBTT移位的晶体结构路径。