北京
位错环是在辐照下引起材料脆化和膨胀等有害影响的关键缺陷。如何区分它们的类型（间隙型或空位型）是一个长期存在的挑战，对理解辐射损伤具有重大意义。
近日， 香港城市大学马衎教授团队联合湖南大学邓辉球教授团队以及法国 CEA 核材料研究中心 Marie Loyer-Prost 教授团队，研究证明了辐射诱导的Frank环的形态可以揭示其在面心立方（fcc）结构中的性质：圆形环在所有FCC材料中都是间隙型，而多边形环在高堆垛层错能（SFE）合金中是空位型，但在低SFE和高熵合金中是不同类型的。多边形形状归因于a0/3<111>位错解离为a0/6<112>肖克利部分位错和a0/6<110>梯杆位错。 空位环的解离在能量上是有利的，而间隙环需要外部刺激来促进位错传播。这种“形态-性质”相关性不仅突显了空位/间隙环的不对称性，还为区分各种材料的环性质提供了一种有效的方法。
相关论文以题为Decoding the interstitial/vacancy nature of dislocation loops with their morphological fingerprints in face-centered cubic structure发表在Science Advances。
论文链接：
https://doi.org/10.1126/sciadv.adq4070
图1. 纯镍510°C离子辐照空位型位错环表征与取向分析
图2. 纯镍与FCC高熵合金辐照间隙型位错环
图3. 不同FCC材料中空位型位错环与间隙环的形貌
图4. 间隙环与空位环弛豫过程中的应力场演化和位错分解
图5. 4D-STEM测量间隙环应力场
图6 层错能与不稳定层错能比值对空位环分解影响
图7 位错环类型-形貌的关联性
本文来自公众号“材料科学与工程”。
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