«Когда мы углубились в механику образования полос скольжения, мы осознали, что традиционные теории упускают из виду важные нюансы поведения передовых материалов», — объяснил Пэнхуэй Цао, автор-корреспондент исследования и доцент кафедры машиностроения и аэрокосмической техники в Калифорнийском университете в Ирвайне.
1 мая 2025 года в Ирвайне, штат Калифорния, ученые из Калифорнийского университета в Ирвайне (UC Irvine) объявили о прорыве в понимании полос скольжения в металлах. Это явление, имеющее решающее значение при сжимающем напряжении, выявило идеи, которые могут революционизировать передовые материалы, используемые в энергетических системах, космических исследованиях и ядерных приложениях.
Команда UC Irvine оспорила традиционную модель Франка-Рида, представив концепцию расширенных полос скольжения. Их исследование показывает, что эти полосы образуются из-за деактивации существующих источников дислокаций с последующей активацией альтернативных источников.
Исследователи изучили сплав хрома, кобальта и никеля, один из самых прочных известных материалов. Используя передовую микроскопию и атомистическое моделирование, они наблюдали поведение скольжения на атомном уровне в микростолбах под механическим сжатием.
Ограниченные полосы скольжения показали узкие зоны скольжения с минимальными дефектами, в то время как расширенные полосы демонстрировали высокую плотность планарных дефектов. «Наши результаты дают более четкое представление о коллективном движении дислокаций и нестабильности деформации, что имеет решающее значение для продвижения области материаловедения», — заявил Цао.
Эти результаты имеют практическое применение в аэрокосмической технике, где материалы подвергаются экстремальным нагрузкам. В ядерном секторе индивидуальные свойства материала могут повысить безопасность и производительность.
Исследовательская группа подчеркивает дух сотрудничества, лежащий в основе этой работы, используя опыт в области инженерии и материаловедения. Исследование финансировалось Министерством энергетики США, Калифорнийским университетом в Ирвайне и Национальным научным фондом.
Это исследование уточняет существующие знания о полосах скольжения и закладывает основу для будущих исследований передовых материалов. Задача теперь состоит в том, чтобы преобразовать эти идеи в ощутимые приложения, которые повышают производительность материалов в критических средах.