Нуклеация и стабильность твинов в металлах с гексагональной плотноупакованной решёткой

Мы предлагаем трёхмерную модель нуклеации твинов в материалах с гексагональной плотноупакованной (hcp) структурой, основанную на непланарном расщеплении ведущей дислокации в скупчении (pile-up) ⟨a⟩ скольжения дислокаций. Для вычисления изменения свободной энергии при расширении расщеплённой конфигурации, состоящей из лестничной (stair-rod) и скользящих (glissile) петель дислокаций твинннига, используется континуальная линейно-упругая теория дислокаций. Модель применена к Mg, деформирующемуся преимущественно базальным скольжением, и к Zr, деформирующемуся преимущественно призматическим скольжением. Установлено, что расщепления из изолированной ⟨a⟩ дислокации скольжения энергетически не способны образовать стабильную петлю твин-фолта по крайней мере большей чем 2r0, ширина ядра исходной ⟨a⟩ дислокации. Однако для некоторых реакций расщепления ведущей дислокации в базальном или призматическом скупчении дислокаций могут привести к образованию стабильной и значительной петли твинна. В этих случаях размер петли увеличивается при снижении энергии твин-границы и при увеличении числа дислокаций в скупчении.