单晶铝的负应变速率敏感性

摘要

面心立方金属通常具有较弱的正应变速率敏感性,即流变应力随着应变速率的增加而增加.近年的研究表明,随着晶粒尺寸或单晶样品尺寸减小到微纳米尺度,其正应变速率敏感性显著增加.然而,通过位移速率控制条件下压缩测试,作者发现当单晶铝柱的直径<190 nm左右时,其呈现出反常的负应变率敏感性.分析表明,这一现象的产生是由于在较低应变率下,铝柱内产生的位错容易从表面逃逸,其后续塑性变形由位错表面形核机制主导,流变应力较高;而在较高应变率下,铝柱内产生的位错在从表面逃逸前已发生交互作用,其塑性变形由内部位错增殖机制主导,因而流变应力相对较低.上述发现丰富了人们关于几何尺寸降低对金属加载速率响应行为的认知.