单晶硅压力变送器, 西交大微纳钼单晶体机械退火等研究取得新进展

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西交大微纳钼单晶体机械退火等研究取得新进展

　　所谓“机械退火”，或“力致退火”是指室温条件下外加应力/应变使微纳尺度面心单晶体中位错密度显著降低甚至完全消除的现象。但由于BCC金属在塑性变形中的尺寸依赖性要弱得多，计算机模拟发现BCC金属的螺位错存在自增殖现象，以及迄今为止所有关于BCC金属的试验研究都没有发现“机械退火”现象，所以人们普遍认为BCC金属中不存在“机械退火”现象，并且认为其根源在于两者位错芯结构不同，这导致BCC金属中螺位错的运动速度远小于刃位错的运动速度。由于位错的极限运动速度是声速，因此一个令人感兴趣的科学问题是：在超高应力作用下，是否能够缩小BCC金属中螺位错和刃位错的运动速度差异，甚至使其相近？如果是，BCC金属中就应该存在“机械退火”现象，同时其流变应力的尺寸依赖性也会提高到FCC金属的水平。

　　材料行为尺度效应是微-纳米科技(比如MEMS/NEMS器件、金属连接线、抗辐照多层膜等高性能长寿命设计等)的基础，发现BCC金属晶体有着与FCC金属晶体类似的机械退火现象和强烈的强度尺寸效应，对于纳米科技领域材料性能尺度效应表征及其选材和加工等具有重要意义，同时该研究也将为微纳米器件的设计者们提供坚实的实验数据和理论指导。