来自材料牛
2023年7月19日，美国新墨西哥州阿尔伯克基市桑迪亚国家实验室和美国德克萨斯A&M大学材料科学与工程系的Michael J. Demkowicz与 Brad L. Boyce团队，探讨了裂纹通过可被描述为由局部应力状态和晶界迀移的组合引起的裂纹侧面冷焊的过程愈合。疲劳裂纹可以通过与微观结构特征的局部相互作用在金属中自主愈合，前提是工程师如何设计和评估结构材料疲劳寿命的最基本理论。并且还讨论在各种服务环境中的疲劳的影响。该项工作以标题为：“Autonomous healing of fatigue cracks via cold welding”，发表在Nature上。
【核心创新点】
-模拟表明，虽然边界迁移可以促进裂纹愈合，根本上由于不均匀的应力，这也出现在其他粗晶粒金属没有迁移边界。--开发了愈合对裂纹扩展影响的分析模型。裂纹愈合在两个方面是独特的：（1）它预测在没有氧化的情况下增加的ΔKth，和（2）它预测低于ΔKth的负裂纹扩展速率的可能性。
【成果启示】
在这项工作中，抗疲劳冶金内在的微观结构特征不仅阻止疲劳裂纹，而且可以导致裂纹愈合。在透射电子显微镜（TEM）拉伸高周疲劳下，观察到的疲劳裂纹的自主愈合的纳米Pt。裂纹附近的三重结（TJ）被捕，随后愈合的一个明显的冷焊过程中恢复增长之前，沿着不同的裂纹路径。愈合发生时，远场循环应力保持拉伸，没有施加压缩，以促进焊接过程。原子级和连续级模拟表明，不均匀的局部应力和裂纹尖端附近晶界的逐渐迁移促进了这种违反直觉的行为。纯金属偶尔可以在纳米级自行愈合，这对解释疲劳响应和抗疲劳材料的设计具有重要意义。
原文详情：https://www.nature.com/articles/s41586-023-06223-0
