“當我們深入研究滑移帶形成的機制時，我們意識到傳統理論遺漏了關於先進材料行為的關鍵細微之處，”該研究的通訊作者、加州大學爾灣分校機械與航空航天工程副教授曹鵬輝解釋說。
2025年5月1日，在加利福尼亞州爾灣市，加州大學爾灣分校（UC Irvine）的科學家宣布在理解金屬滑移帶方面取得突破。這種在壓縮應力下至關重要的現象，揭示了可能徹底改變能源系統、太空探索和核應用中使用的先進材料的見解。
加州大學爾灣分校的團隊挑戰了傳統的弗蘭克-里德模型，引入了擴展滑移帶的概念。他們的研究表明，這些帶的形成是由於現有位錯源的失活，然後是替代位錯源的激活。
研究人員檢查了一種鉻、鈷和鎳合金，這是已知最堅韌的材料之一。通過使用先進的顯微鏡和原子建模，他們觀察了在機械壓縮下微尺度柱中的原子水平的滑移行為。
受限滑移帶顯示出具有最小缺陷的窄滑移區，而擴展滑移帶則表現出高密度的平面缺陷。“我們的發現提供了更清晰的集體位錯運動和變形不穩定性的圖像，這對於推進材料科學領域至關重要，”曹說。
這些發現對航空航天工程具有實際應用，在航空航天工程中，材料面臨極端應力。在核領域，量身定制的材料特性可以提高安全性和性能。
該研究團隊強調了推動這項工作的合作精神，利用了工程和材料科學領域的專業知識。該研究由美國能源部、加州大學爾灣分校和國家科學基金會資助。
這項研究完善了關於滑移帶的現有知識，並為未來對先進材料的研究奠定了基礎。現在的挑戰是將這些見解轉化為切實的應用程序，以增強材料在關鍵環境中的性能。