磁致塑性效应下的位错动力学机制

作     者：李桂荣 王宏明 李沛思 高雷章 彭琮翔 郑瑞 Li Gui-Rong;Wang Hong-Ming;Li Pei-Si;Gao Lei-Zhang;Peng Cong-Xiang;Zheng Rui

作者机构：江苏大学材料科学与工程学院镇江212013 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2015年第64卷第14期

页      面：337-346页

核心收录：

学科分类：0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0704[理学-天文学] 

基　　金：国家自然科学基金(批准号:51371091 51174099)资助的课题~~ 

主　　题：磁致塑性 位错动力学 变形和塑性 铝基复合材料 

摘      要：基于磁致塑性效应探讨了磁场作用下位错受力和运动机制,对磁场下的位错动力学机制进行了定性和定量分析.选择氧化铝纳米颗粒强化铝基复合材料为实验对象,在不同磁感应强度下(0—3 T范围)对试样进行磁场处理.结果表明,随着磁感应强度增加,位错密度提高,表现出塑性变形特征.分析认为,磁场力不足以驱动位错运动,位错增殖诱因在于磁致塑性效应,即磁场改变了顺磁性位错芯与障碍间自由基对中的电子自旋状态,促使自由基对从强键结合单线态向弱键结合三重态转化,位错穿越障碍时所需能量减小,退钉扎趋势明显;位错运动中的限速环节是位错在障碍处的停留,磁场诱发的电子激发和原子重排速度很快,表现出磁场作用的高效性.磁场起作用的临界磁感应强度约为3 T,低于3 T时磁场作用随磁场强度增加而变得明显,高于3 T后磁场效果会减小.计算得到3 T时位错运动速度是10 3m/s,位错线长度比未加磁场时增加两个数量级,位移与磁感应强度平方和磁场作用时间成正比.实验和理论研究表明磁场具有改善材料塑性变形能力的显著作用.