马氏体相变前驱体：声子理论与关键实验

本文从新的理论和实验视角探讨了马氏体前驱体现象。在声子域假设的驱动下，基于声子不完全软化的前提，并采用 Born 关于非谐晶格统计力学的动力学方法，我们发展了一种 Gruneisen 型声子理论，该理论通过声子布居的“旋节分解”预测了马氏体前驱体转变，并且无需借助静态缺陷，就在与热膨胀相同的物理基础上解释了前驱体“反常”现象，两者均为非谐晶格的本征性质。该理论揭示了这种马氏体前驱体转变的本质是声子伪 Jahn-Teller 不稳定性转变，并预测了弹性域和声子域的形成，其行为主要由晶格振动的动态对称性破缺而非晶格的静态对称性破缺所表征；作为勒夏特列原理的一个特例，还预测了通过域内声子布居重新分布来响应施加应力的内部弛豫。这些预测通过高能同步辐射 X 射线单晶衍射进行的原位三维声子漫散射和布拉格反射得到了关键性检验，观测到了马氏体前驱体奥氏体中奇特的域现象，这与马氏体相中常见的铁弹性域切换现象有着根本不同。该理论从声子域的角度一致地解释了马氏体前驱体“反常”现象。