《表2 位错-孪晶界相互反应模型[105]》

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《镁合金塑性机制研究综述》

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Ba=Basal plane，Pr=Prismatic plane，PyI=Pyramidal I plane，PyII=Pyramidal II plane，Tp=Twinning plane

位错与孪晶之间的相互反应得到了学界的广泛关注．早在1941年，Bakarian等在单晶纯镁中观测到基体中的基面滑移带穿透孪晶界[94]．1961年，Price运用透射电镜在纯锌中观测位错与孪晶界的相互反应，提出了位错与孪晶界的反应机制，即螺型位错能直接穿透孪晶界；而混合位错则需两个一起穿透（和），在孪晶内形成位错，同时在孪晶界上产生两个孪晶位错．位错的穿透过程是混合位错穿透的反过程．位错穿透后，形成两个位错在孪晶内和两个孪晶位错在孪晶界上，其他两个则不能穿透[95]．Price的模型没有指定位错的滑移面．Yoo等在Price模型之上，通过观测孪晶界附近的滑移带，指定了入射位错和出射位错的滑移面，并指出单个和位错与孪晶界的反应机制[96]，此模型中的位错穿透模型与透射电镜的观测相吻合[97-99]．后来，Yoo基于几何分析，提出了一个完备的位错-孪晶界相互作用模型，共有26种反应类型，涵盖了3种位错（、、）的多种可能的滑移面和4种孪晶界（{10-12}、{10-11}、{11-21}、{11-22}），明确指定了出射位错类型、滑移面以及孪晶位错[100]．然而在此模型中，出射位错中却有一些罕见的位错和滑移面，例如（3-126）面上的[5-72-3]/6位错、[-1100]位错．可见，仅仅依靠几何分析难以得到真实的孪晶界模型．后来，分子动力学方法被用于研究位错与孪晶界的相互反应，Serra等运用该方法研究了螺型位错与{10-12}孪晶界的相互作用．先前的模型与实验观测均指出螺型位错直接穿透到孪晶中柱面上去，Serra的模拟显示穿透结果与载荷方向相关．在不同的外加载荷条件下，螺型位错能像交滑移一样，穿透到孪晶的柱面、孪晶的基面上，甚至被反射到基体柱面上[101，102]．混合型位错和碰到孪晶界之后，释放出一个孪晶位错，随着孪晶位错的滑移，孪晶界发生迁移，这是孪晶的一种生长机制[103，104]．在2015年，Fan等基于先前Yoo的几何准则，将其中罕见的位错分解为常见的低晶格指数的位错类型，并采用功耗散准则以考虑局部应力状态的影响，提出了完备的位错-孪晶界相互作用模型[105-107]，如表2所示．在此模型中，3种位错类型及所有可能的滑移面均考虑在内，所有出射位错与滑移面均具有常规的低晶格指数，所有的出射滑移面相对于入射滑移面都是倾斜滑移面．而后在2016年，Wang等运用透射电镜细致分析了AZ31中孪晶界与位错的相互反应[108]；2017年，Molodov等运用扫描电镜研究了纯镁中孪晶界附近的滑移带[109]，如图10所示，两人的观测结果与Fan等的模型完全一致．2018年，Gong等运用分子动力学方法研究了位错与三维孪晶之间的相互作用，指出两者相互作用机制与位错撞击孪晶的方向相关[110]．先前的实验和模拟大多是针对位错，在2019年，分子动力学方法被用来研究锥面位错与孪晶界的反应，观察到位错被孪晶界吸收[93]．但由于孪晶界的运动，并未观察到细致的反应机制．学界开展的研究大多是针对位错与拉伸孪晶，对其他类型的位错和压缩孪晶的研究较为少见．