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Local deformation mapping reveals diffusion through microstructures

delete2026-07-13
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OA
AI
A
Arindam Raj
M
Michael Aderibigbe
E
Ethen Lund
Y
Yi-Xiang Yang
S
Sungwoo Sohn
J
Jan Schroers *
DOI:10.1038/s41467-026-75351-8delete
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摘要

摘要

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微观结构与性能关系,特别是基于原子扩散的塑性变形关系,由于空间分辨率、取样面积及关联通量之间的权衡,在冶金学中仍是一项重大挑战。为解决这一问题,我们提出局部变形映射(LDM)作为一种高分辨率、高通量的表征技术。LDM通过微观结构确定局部扩散物,实验上通过将纳米模具压印在微观结构上形成纳米棒阵列来实现。此类阵列代表变形图,可在宏观面积(~cm²)上展现~10 nm²分辨率,单次实验可产生高达~10¹²个数据点。将塑性响应与微观结构的空间分离,能够实现对此响应的敏感化学成分映射。纳米棒的长度和成分随后通过本研究所开发的解析模型转换为扩散率图。我们演示了一步法确定晶界扩散率作为取向角函数、温度依赖性变形行为,以及共晶合金中先前未知的相界快速扩散。总体而言,LDM是推进广泛材料在宽温度范围内定量理解结构-性能关系的强大平台。本研究引入了一种基于纳米压印的高通量工具来研究金属和合金中的扩散。它揭示了扩散率作为局部化学和结构函数的关系,以及共晶相含合金中的新快速扩散现象。
AI总结

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期刊

Nature Communications 封面图
Nature Communications
IF:
15.7
论文数:
9.3W
被引数:
91.2W

机构

Y
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学者数:
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