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南京理工大學：金屬孿生行為重要進展！

2018-10-15 12:32:42 作者：葛玲玲來源：科學網分享至：

金屬鈦，以其較高的比強度以及良好的生物兼容性，已被廣泛應用于航空航天、深海勘探及醫學臨床等領域，被譽為“太空金屬”、“海洋金屬”、繼鐵、鋁之后的“第三金屬”，被認為是21世紀最具發展前景的金屬之一。如何讓鈦更強韌、更貼近生物體應用，是科學家們一直努力的方向。

金屬有兩個最重要的力學性能，即強度和塑性。金屬領域一直以來面臨的巨大挑戰是怎樣讓金屬高強度與良好塑形兼得。金屬孿生是一種重要變形方式，之前研究證明高密度孿生可使金屬獲得強度-塑性良好匹配。密排六方金屬滑移系少，孿生變形尤為重要。純鈦作為典型密排六方金屬，其孿生行為，尤其是高次孿生，尚未得到充分研究。

近日，南理工在純鈦金屬孿生行為研究上取得重要進展，發現了純鈦高次孿生的主要影響因素，相關實驗和理論模型為設計和制備高性能密排六方金屬提供了一定的指導意義。該研究成果以“低溫軋制純鈦孿生系及高次孿生變體選擇機制研究”為題在工程及力學領域國際一區頂級期刊《國際塑性雜志》（International Journal of Plasticity）上。論文全部作者來自南京理工大學材料學院，第一作者為2016級博士生黃照文，納米異構材料中心李玉勝副教授和曹陽副教授為論文的共同通訊作者。

論文鏈接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0749641918300809#!

一直以來，為了增強鈦的強度，科研人員多用擠壓、冷軋、旋鍛等變形方式，通過細化純鈦晶粒的方法來實現。近年來，研究者發現密排六方金屬的孿生行為是一種重要的變形方式，也是改善材料性能的重要途徑，從而成為金屬塑性加工領域的一大研究熱點。但孿生行為的誘發機制，特別是多種競爭機制耦合對高次孿生現象的影響尚缺少深入研究。

南理工這項研究成果設計并制備具備特定初始織構及宏觀應力狀態的工業純鈦，運用背散射電子衍射技術進行系統性研究分析，提出了晶體取向與受力方向是高次孿生現象中孿晶系選擇的主要影響因素，發現施密特定律對于預測高次孿生現象中孿晶變體的選擇有重要作用。論文建立的局部應力模型成功地模擬了材料在變形過程中晶體的局部應力狀態。該論文的發表，對于理解金屬孿生行為具有重要意義。