瞬态蠕变过程中橄榄石集合体的微观结构与微观力学演化

为研究瞬态蠕变过程中的微观结构演化,我们将橄榄石集合体变形至不同应变,以覆盖初始瞬态变形阶段。两组初始晶粒尺寸分别为5微米和20微米的样品在T=1523 K、P=300 MPa、恒定剪切应变率1.5×10⁻⁴ s⁻¹的条件下进行扭转变形。两组样品在变形过程中均经历了应变硬化。我们使用高角度分辨率电子背散射衍射(HR-EBSD)和位错装饰技术表征了每个实验结束时的微观结构。在粗晶样品中,位错密度随应变从1.5×10¹¹ m⁻²增加到3.6×10¹² m⁻²。尽管细晶样品达到了相同的最终位错密度,但在小应变下其变化不显著,这可能是由于变形过程中同时发生的晶粒生长。在两组样品中,HR-EBSD分析显示,晶内应力异质性的大小随应变增加,且高应力与几何必需位错密度高的区域相关。对应力及其概率分布的进一步分析表明,应力是由位错之间的长程弹性相互作用产生的。这些特征表明,位错相互作用是瞬态蠕变过程中应变硬化的主要原因。将结果与三个最新模型的预测进行比较发现,由于这些模型的校准中缺乏此类先前数据,它们未能正确预测我们实验中应力和位错密度随应变的演化。