材料的理想强度的理论预测范围从E/30到E/10(E是杨氏模量)。然而,尽管在过去的十年里人们对金属产生了浓厚的兴趣,但通过实验获得的理想强度值仍然是一个谜。
北京大学Xiaoding Wei和南洋理工大学Huajian Gao等通过激光诱导冲击实验展示了Cu50Zr50非晶合金在应变率大于107s-1时超过E/10极限的显著层裂强度。
本文要点:
(1)
该材料的层裂强度为11.5 GPa,约为其P波模量的1/6或1/13,创下了金属弹性极限的记录。电子显微镜和大规模分子动力学模拟揭示了极端应变率下的主要失效机制是空洞成核和生长,而不是剪切带。
(2)
材料强度的速率依赖性由表面能控制的孔隙动力学模型解释。这些发现有助于加深我们对极端应变率下非晶合金力学行为的理解。
参考文献:
Zhu, W., Li, Z., Shu, H. et al. Amorphous alloys surpass E/10 strength limit at extreme strain rates. Nat Commun 15, 1717 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-024-45472-z
https://doi.org/10.1038/s41467-024-45472-z