“当我们深入研究滑移带形成的机制时，我们意识到传统理论遗漏了关于先进材料行为的关键细微之处，”该研究的通讯作者、加州大学尔湾分校机械与航空航天工程副教授曹鹏辉解释说。
2025年5月1日，在加利福尼亚州尔湾市，加州大学尔湾分校（UC Irvine）的科学家宣布在理解金属滑移带方面取得突破。这种在压缩应力下至关重要的现象，揭示了可能彻底改变能源系统、太空探索和核应用中使用的先进材料的见解。
加州大学尔湾分校的团队挑战了传统的弗兰克-里德模型，引入了扩展滑移带的概念。他们的研究表明，这些带的形成是由于现有位错源的失活，然后是替代位错源的激活。
研究人员检查了一种铬、钴和镍合金，这是已知最坚韧的材料之一。通过使用先进的显微镜和原子建模，他们观察了在机械压缩下微尺度柱中的原子水平的滑移行为。
受限滑移带显示出具有最小缺陷的窄滑移区，而扩展滑移带则表现出高密度的平面缺陷。“我们的发现提供了更清晰的集体位错运动和变形不稳定性的图像，这对于推进材料科学领域至关重要，”曹说。
这些发现对航空航天工程具有实际应用，在航空航天工程中，材料面临极端应力。在核领域，量身定制的材料特性可以提高安全性和性能。
该研究团队强调了推动这项工作的合作精神，利用了工程和材料科学领域的专业知识。该研究由美国能源部、加州大学尔湾分校和国家科学基金会资助。
这项研究完善了关于滑移带的现有知识，并为未来对先进材料的研究奠定了基础。现在的挑战是将这些见解转化为切实的应用程序，以增强材料在关键环境中的性能。