郭雅芳教授团队在国际顶级材料学期刊《Acta Materialia》发表重要研究成果
近期,我院郭雅芳教授团队在镁中孪生机制研究中取得重要进展,相关成果发表于金属材料顶刊Acta Materialia,论文题目为“Atomistic study of grain boundary-mediated twinning in magnesium”。我院博士生李欣遥为论文第一作者,郭雅芳教授为唯一通讯作者,北京交通大学为第一完成单位。

这是一个困扰了团队将近二十年的科学问题。团队自2008年开始镁的塑性机制研究,通过原子模拟发现镁单晶纳米柱c轴压缩没有压缩孪晶,只有滑移。随后其他团队的实验研究也给出同样的“孪晶缺失”现象。2022年,郭雅芳团队提出了<a>位错交滑移介导的压缩孪晶形核机制,此机制解释了c轴压缩“孪晶缺失”的原因,但此种孪生机制的孪生剪切与传统压缩孪晶剪切不一致(International Journal of Plasticity, 2022, 158: 103437);最近,团队提出了晶界介导的压缩孪晶机制,此种孪生机制的孪生剪切与传统压缩孪晶剪切一致(Acta Materialia, 2026, 320: 122720)。


此外,团队的相关工作揭示<a>位错在多晶中容易分解为基面层错,所以很难诱导孪生。因此,<a>位错交滑移介导的压缩孪晶机制通常发生在单晶a轴拉伸或高应变的条件下(Scripta Materialia, 2025, 268, 116853)。通过一系列的研究,团队给出了对于镁中压缩孪晶机制的一个全面认识:由于复杂的密排六方晶体结构,镁中压缩孪晶存在至少两种机制,<a>位错介导机制,发生在单晶a轴拉伸或高应变条件下;以及晶界介导机制,发生在多晶。团队还通过原子模拟发现一种反常剪切的孪生机制(Scripta Materialia, 2020, 180, 40-44),目前尚未得到实验验证。
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.actamat.2026.122720
