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年度优秀

Excellent Staff

李琳琳博士,中科院金属所沈阳材料科学国家(联合)实验室材料疲劳与断裂研究部,副研究员。2008年毕业于山东大学材料科学与工程专业,2014年毕业于中科院金属研究所,获工学博士学位。之后任职于材料疲劳与断裂研究部,主要从事材料疲劳裂纹萌生的寿命与机制研究。2014年至2016年获得 “葛庭燧奖研金”资助,2016年获选“所引进优秀学者”。曾获中国科学院院长优秀奖和中国科学院优秀博士论文,在Nat. Commun., Acta Mater., Sci. Rep. 和Scripta Mater. 等期刊发表论文15篇。

晶界是晶体材料的重要组成部分,认识晶界的疲劳开裂机制,对通过适当的工艺来调节晶界的结构和分布等特征来改善材料的疲劳性能具有重要的指导意义。李琳琳博士对晶界、孪晶界的本征疲劳开裂机制进行了研究,部分研究结果如下:

1)发现大角晶界的界面能和晶界附近的应变不相容性是决定晶界抵抗疲劳裂纹萌生能力的主要因素;2)有别于普通大、小角晶界,共格孪晶界与位错的交互作用方式多样,导致其本征疲劳开裂行为表现出明确的取向性与可调节性;3)位错也可以穿过或者塞积于非共格孪晶界处,导致其疲劳损伤机制也具有一定的取向性;4)在共面滑移带作用下不同类型晶界的疲劳开裂行为取决于两侧位错滑移矢量的差异。相关工作发表于Acta Materialia, 61 (2013) 425-438, Acta Materialia, 73 (2014) 167-176, Scientific Reports, 4 (2014) 3744, Nature Communications, 5 (2014) 3536, Acta Materialia, 120 (2016) 120-129等。

图1. (a)不同类型晶界的有效界面能和晶界,滑移带-基体界面单位面积每周次平均增长的能量;(b)滑移带和晶界疲劳开裂的理论与实际周次与残余位错模量的关系。

图2. 所有取向下共格孪晶界的疲劳损伤机制:图的上部分是在相应角度范围内的疲劳开裂形貌,下半部分是与之对应的可能开动的滑移系。

图3. 非共格孪晶界垂直于加载轴时的(a)循环变形形貌和(b)疲劳开裂行为;非共格孪晶界倾斜于加载轴时的(c)循环变形形貌和(d)疲劳开裂行为。

图4. (a)小角晶界,(b)特殊大角晶界和(c)非共格孪晶界的疲劳开裂行为;(d)三种晶界两侧滑移带关系示意图。





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