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法国原子能委员会、法国国家科学研究院和里昂第一大学的研究人员的最新研究成果发现，尽管钛和锆之间有许多的相似之处，但两种金属的塑性变形的扩展并不相同。
钛和锆两种金属晶体被广泛应用于工业领域（特别是核能和航空方面）。由于它们有非常相似的电子结构（相同的核外电子数），因此在原子结合成晶体结构时会采取相似的几何结构。但研究人员意外发现他们对机械压力有着不同的反应。钛、锆两种金属拉伸试样在-℃到+20℃不同的温度条件下，通过电子显微镜观察和比较，发现了两种不同类型的位错运动:一种是位错颠簸地穿过不同晶面(钛金属拉伸试样)，另一种是位错不断下滑到另一个晶面上(锆金属拉伸试样)。
实验观察模拟
为了了解这两种位错运动的差异，研究人员使用法国国家高效能运算中心的超级计算机在原子尺度进行位错建模。模拟中发现，位错可能采用两种不同的机制:一个容易不断下滑,另一个困难。两种金属中都存在着这两种位错机制，但它们具有不同程度的稳定性：其中最稳定的是钛中容易滑动类型的位错,而不是锆。
有了对钛和锆金属塑性的新理解,并以健全的物理学原理为基础，现在可以对它们相应的合金进行模拟。无论钛或锆合金都被认为是，对材料塑性变形特性有着显著影响的合金元素。而下一步的研究就是合金元素与不同的位错机制相匹配会产生何种性能，并修改他们的稳定性和机动性。但由于钛锆合金结构材料被广泛应用于核能与交通运输行业，因此还有着重要的技术风险。
该研究结果已发表在年8月《自然材料》。
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