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背景介绍
10月2日，国庆假期的第二天，Science上发表了一篇关于“难熔多主元合金”的论文，从位错角度揭示合金变形机理；仅仅过去4天，NatureMaterials上又发表了一篇论文，揭示了Ti-Al合金因电塑性引起的缺陷重构，下面进行详细介绍。
▲Science,Doi:10./science.aba
▲第一作者：ShitengZhao，RuopengZhang
通讯作者：AndrewM.Minor
第一单位：UniversityofCalifornia,Berkeley
DOI：10./s---z
背景介绍
研究表明，周期性电脉冲能够大大提升许多金属或合金材料的延展性。相较于热加工的方式，电脉冲的方式更加节能，成本也更加低廉，如今已被广泛应用于钛合金、铝、镁合金、锆合金和钢等材料的制造。然而，电脉冲提升金属成型可塑性的机理尚不清楚。最初人们都认为电塑性只不过是热软化（thermalsoftening）。近期的研究表明，焦耳热效应并不能完全的解释这种现象，并进一步提出了电子电流向位错的直接动量传递这一假设，也就是所谓的“电子风力（electronwindforce）”，促进了位错滑移。但是，电流施加于金属材料后，立刻就会产生焦耳热效应，要评估上述非热机制十分困难。
本文亮点
1、针对钛-铝合金的电塑性形变进行了研究。该材料在与大多数金属材料相反，在高温下延展性较低。
2、研究发现，在机械形变过程中，电脉冲能够增强交叉滑移，产生波状的位错形貌，同时促进孪晶的形成。因此，电脉冲抑制了材料中位错的平面滑移，从而提升了材料的强度和延展性。
3、同样的，低温塑型策略也可以抑制材料的平面滑移，从而达到类似的效果。
4、电塑性现象主要源自缺陷级别的微观结构重构，并不能简单的用焦耳热效应来解释。
图文解析
▲图1钛-铝合金在不同条件下机械和热性能测试
要点：
1、对钛-铝合金而言，加热反而降低其延展性，因此任何显著的电塑性行为都应该与焦耳热效应无关。
2、三种不同条件的拉伸试验：（1）无电流（室温下）；（2）脉冲电流，幅值0.5*Acm-2，脉冲持续时间ms；（3）0.5*Acm-2的连续电流（图1a）。
3、在施加连续电流状态下，样品的温度明显上升（图1d）。
4、脉冲电流仅导致了约5℃的温度提升（图1c）。
5、脉冲电流显著的提升了样品的拉伸率和最大强度，而连续电流引起的焦耳热效应反而降低了材料的强度和延展性。
▲图2两种样品的位错形貌对比
要点：
1、室温样品具有典型的平面滑移产生的图案，位错位于棱柱平面的平面带中，在带之间以60°角构建了结构规整的晶体网络（图2a，b）。
2、脉冲样品表现为具有很多锯齿状位错线的均匀、多向的位错网络，即所谓的波状滑移（wavyslip）。与室温样品的呈现的平面性不同，位错呈弯曲与波状，分布相对均匀（图2c,d）。
3、电流并没有改变位错的类型，而是在形变过程中改变了位错网络的形成方式。
▲图3样品在脉冲和低温条件下表现出相似的形变行为
要点：
1、作者通过降低测试温度，增加流动应力，进而降低了材料的平面滑移趋势。
2、在77K温度下，即使没有电脉冲施加。合金也表现出优异的强度与延展性，与室温下施加电脉冲的样品十分相似（图3a）。
3、两个样品也存在着相似的分散位错分布（图3b）。
4、对77K样品施加电脉冲发现，其延展性并没有较大波动（图3a）。
▲图4电脉冲样品的形变孪晶表征
要点：
1、TEM表征仅仅证明a型位错的柱面滑移主导了至少5%的形变。
2、在10%的应变下，脉冲样品中呈现出明显的孪晶，然而室温样品中并没有出现。
3、晶界错向分析（图4a）显示孪晶初始为{-2}1-型。围绕着12-10轴，存在着约85°的取向偏差。
4、高倍TEM和STEM图片（图4c-e）显示这些孪晶主要位于{-2}平面。孪晶边界比例在室温样品中为6%，而在脉冲样品中则增加到了11%。
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