材料在極端環境下的變形和性能退化機理一直是力學研究的熱點，尤其是高溫、高壓環境。近日，華東理工大學機械與動力工程學院特聘副研究員陳浩與合作者通過結合原位Laue X射線衍射實驗、分子動力學模擬以及大變形馬氏體相變理論，揭示了一種由位錯缺陷誘導的馬氏體相變新結構，相關研究在《自然—通訊》發表并被列入亮點頁面。
由于硅的馬氏體相變具有很高的各向異性，所以并不遵循經典的晶體學理論方程。研究人員發現，在高壓下，硅由大變形的Si I和Si II第三變量結合組成的納米條帶，構成新的馬氏體相變結構。通過大變形馬氏體相變理論推導，可以發現這種結構讓界面不匹配度最小化，從而降低了系統整體的變形能。
在不含位錯的硅試樣原位X射線衍射實驗中，研究人員沒有發現孿晶條帶和大變形Si I。但通過預置位錯的Si試樣，可以同時發現孿晶條帶和大變形Si I條帶的出現。分子動力學模擬和原位X射線衍射實驗互相驗證了這種新的馬氏體相變結構。
“大變形的Si I可引起局部大界面應力并導致Si進一步轉化為其他馬氏體相，甚至非晶相Si。”陳浩告訴《中國科學報》，“因此，進一步加壓載荷將會引起其他新的馬氏體相變，值得未來進一步研究。”
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