西安大略大学杰夫·雷诺著 荣誉:佩克斯的斯凯勒·康 更强、更轻、更便宜的材料是先进制造业的游戏名称
降低材料成本，如果不是比以前更有效，也是同等有效的，这是企业取得成功的途径——理论上，当消费者获胜时
但是，如果更强、更轻、更便宜意味着汽车材料的寿命更短呢？这是由西方材料工程师哈米德雷扎·阿杜勒万德领导的一个国际研究小组在一项由高影响力期刊《材料学报》和《通信材料》发表的新研究中解决的问题
Abdolvand与西方工程学研究生Karim Louca以及欧洲同步辐射设备和巴黎艺术与艺术学院的合作者一起，发现了导致汽车和核反应堆中使用的金属变形(改变形状)的重要因素，并开发了新的模型来预测这些材料的寿命
阿卜杜勒万德说，这一发现的第一步是对“孪晶”有了更好的理解——孪晶是一种晶体重新定向的过程，发生在经历变形的纳米尺寸固体材料的构建块上
“双胞胎的角色在材料科学中非常重要，目前科学界很难预测他们，因为他们的出现是一个快速的过程，”领导这项研究的阿卜多万说
“与我的团队和合作者一起，我们想知道他们是如何开始的，在什么条件下，以及他们对材料的性质做了什么
" 学分:西安大略大学 当载荷施加到例如锆或镁上时，形成孪晶
前者用于核反应堆，后者用于汽车
Abdolvand解释说，当相同的载荷被移除或逆转时，孪晶有时会消失，孪晶的过程可能是好的也可能是坏的:它可以提高材料的延展性——使它们更容易整形而不会断裂——但它也可以导致它们断裂，这取决于载荷和局部应力条件
早在新冠肺炎大流行之前，阿卜多万德和他的团队就前往法国，与ESRF合作，用ESRF的ID11束线在汽车和核反应堆部件上进行三维同步加速器x光衍射实验——这是一套改变游戏规则的设备，被世界各地的科学家使用
“我们的目标是了解在原子水平上发生了什么，并将其与材料的工作方式联系起来，”ESRF ID11束线科学家乔纳森·赖特说
欧洲同步加速器科学家乔·怀特(左)和玛尔塔·马吉特在ID11束线的实验舱上
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切尼维尔 科学家们创建了一个晶体塑性模型，其中颜色代表了研究小组根据我们在ESRF测量的实验数据重建的颗粒
学分:哈米德·阿杜勒万德/西部大学 实验结束后，卢卡煞费苦心地对收集到的超过4,000千兆字节)的衍射图像进行后处理
“他的贡献对这个项目至关重要，他的辛勤工作堪称楷模，”阿卜德勒万德说
接下来，研究人员将他们的结果与晶体塑性模型结合起来，研究双胞胎的形成和湮灭
使用非常薄的样品，他们施加载荷，发现在塑性的早期阶段，应力会产生孪晶，但是应力会随着进一步的载荷而减弱
“这些发现对新模型的开发至关重要，新模型使制造商和研究人员能够预测材料将会发生什么，以及这种材料将在什么时候开始失效或断裂，”阿卜杜勒万德说
一种新的用于材料的模型已经开发出来，预印本目前正在审查中
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