Twinning stress of type I and type II deformation twins
Twinning stress of type I and type II deformation twins
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I型和II型变形孪晶的孪生应力
DOI：
10.1016/j.actamat.2019.07.004
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发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
9.4
通讯作者：
Mullner, Peter
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Mullner, Peter
最近关于高度移动的 II 型孪生边界的报告挑战了对变形孪生的既定理解，并激发了这项研究。我们通过断开环的成核和生长来考虑孪晶边界的运动，并在各向同性线弹性框架中开发基于机制的孪晶边界运动模型。虽然这种机制对于 I 型和复合孪晶来说已经很成熟，但我们根据晶体的弹性特性证明了 II 型孪晶边界以类似的方式传播。 I 型孪晶断开环的成核以离散方式发生。相反，II 型孪晶断开环的成核随着伯格斯矢量的增加而逐渐发生。与 I 型孪晶界相比，II 型断开环的逐渐成核导致 II 型孪晶界具有更高的迁移率。我们考虑断开环的均匀成核，这足以在具有低对称性晶格的形状记忆合金中进行孪晶。对于磁性形状记忆合金 Ni-Mn-Ga，模型预测 II 型孪晶的孪生应力为 0.33MPa，I 型孪晶的孪生应力为 4.7MPa。在很宽的温度范围内，孪生应力仅通过弹性常数的温度依赖性来依赖于温度，这与实验结果一致。
Recent reports on highly mobile type II twin boundaries challenge the established understanding of deformation twinning and motivate this study. We consider the motion of twin boundaries through the nucleation and growth of disconnection loops and develop a mechanism-based model for twin boundary motion in the framework of isotropic linear elasticity. While such mechanisms are well established for type I and compound twins, we demonstrate based on the elastic properties of crystals that type II twin boundaries propagate in a similar way. Nucleation of a type I twinning disconnection loop occurs in a discrete manner. In contrast, nucleation of a type II twinning disconnection loop occurs gradually with increasing Burgers vector. The gradual nucleation of a type II disconnection loop accounts for the higher mobility of type II twin boundaries compared with type I twin boundaries. We consider the homogeneous nucleation of a disconnection loop, which is adequate for twinning in shape memory alloys with a low-symmetry crystal lattice. For the magnetic shape memory alloy Ni–Mn-Ga, the model predicts twinning stresses of 0.33 MPa for type II twinning and 4.7 MPa for type I twinning. Over a wide temperature range, the twinning stress depends on temperature only through the temperature dependence of the elastic constants, in agreement with experimental results.
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