日前，中國科學院力學研究所、上海交通大學和浙江大學的團隊在晶體材料中的基本缺陷——螺位錯在變形過程中的超聲速現(xiàn)象研究方面獲得進展。他們發(fā)現(xiàn)面心立方晶體材料中的螺位錯不僅能超聲速，并能穩(wěn)定地以聲速運動。相關(guān)結(jié)果以Supersonic Screw Dislocation Gliding at the Shear Wave Speed 為題發(fā)表在《物理評論快報》（Physical Review Letters 122,045501(2019)）上。 *1dDs^D#|  
Py)ZHML  
金屬晶體的強度跟韌性很大程度上取決于位錯的運動性質(zhì)，特別是螺位錯在材料的強度和變形能力中扮演重要角色。然而位錯的速度極限和確切的速度–應力關(guān)系尚不明確。傳統(tǒng)理論認為位錯超聲速運動所需能量具有奇異性，盡管后續(xù)的理論和模擬研究都表明位錯可以超聲速運動，但這些研究集中于刃位錯。該團隊利用分子尺度計算和理論分析，發(fā)現(xiàn)銅晶體中的螺型全位錯和螺型孿晶界不全位錯都能穩(wěn)定地以聲速滑移，并都能超聲速運動(超過三個各向異性剪切波速，如下圖中的三個馬赫錐所示)。由于螺位錯運動過程存在結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性，超聲速螺位錯還是首次被模擬發(fā)現(xiàn)。同時，他們的工作表明，位錯的運動還與非施密特應力(不貢獻分解剪應力RSS)有關(guān)，與傳統(tǒng)施密特原理相悖。這項研究推翻了傳統(tǒng)連續(xù)介質(zhì)力學中對超聲速位錯的認知，確認了超聲速螺位錯的存在。該研究結(jié)果為晶體材料的動態(tài)力學行為，以及孿晶界面的位錯運動提供了更深入的理解。 Ha@;Sz<R  
cszvt2BIg  
力學所博士彭神佑為論文第一作者，研究員魏宇杰為通訊作者。論文作者還包括上海交大教授金朝暉、中科院院士楊衛(wèi)。該項目得到國家自然科學基金(Grants NO.11425211和NO.11790291)和中科院戰(zhàn)略性先導科技專項(XDB22020200)的支持，計算模擬得到中科院超級計算中心支持。 <sH}X$/  
rpT.n-H>%A