Los investigadores de UC Irvine han revelado la evolución divergente de la banda deslizante, el proceso que crea la localización de deformación en los materiales bajo estrés. La fila superior muestra la formación de una banda de deslizamiento confinada (C-SB) de una fuente convencional de lectura franca con deslizamiento localizado en el plano de deslizamiento ABC. La fila inferior muestra cómo se genera una banda de deslizamiento extendida (E-SB) a través de la desactivación de la fuente y la activación dinámica de nuevas fuentes. Esto desencadena el deslizamiento parcial y la formación de defectos planos, como los límites gemelos (TB), las fallas de apilamiento (SF) y las regiones hexagonales de transporte cercano (HCP), lo que resulta en engrosamiento de la banda a lo largo del avión ABD. Crédito: Penghui Cao y Hangman Chen/UC Irvine
La Universidad de California, los científicos de Irvine se han expandido en un modelo de larga data que rige la mecánica detrás de las bandas de deslizamiento, un proceso que produce marcas de tensión en metales bajo compresión, obteniendo una nueva comprensión del comportamiento de los materiales avanzados críticos para los sistemas de energía, la exploración espacial y las aplicaciones nucleares.
En un artículo publicado recientemente en Nature Communications, investigadores de la Escuela de Ingeniería Samueli de UC Irvine informan el descubrimiento de bandas de deslizamiento extendidas, un hallazgo que desafía el modelo clásico desarrollado en la década de 1950 por los físicos Charles Frank y Thornton Read.
Mientras que la teoría Frank -Lead atribuye la formación de la banda de deslizamiento a la multiplicación de dislocación continua en fuentes activas, el equipo de UC Irvine descubrió que las bandas de deslizamiento extendidas surgen de la desactivación de la fuente seguida de la activación dinámica de nuevas fuentes de dislocación.
El proceso que da como resultado bandas de deslizamiento extendidas fue observado a escala atómica por los investigadores de UC Irvine mientras realizaban la compresión mecánica en micropilares de una aleación de cromo, cobalto y níquel, recientemente se encuentra entre los materiales más difíciles de la Tierra.
Utilizando la microscopía electrónica de transmisión de barrido hecha posible por el Instituto de Investigación de Materiales de UC Irvine y el modelado atomístico a gran escala, el equipo pudo ver la banda de deslizamiento confinada como una zona de deslizamiento delgada con defectos mínimos y la banda de deslizamiento extendida con una alta densidad de defectos planos.
Banda de deslizamiento confinada (C-SB) y sus estructuras microscópicas y atómicas. Crédito: Nature Communications (2025). Doi: 10.1038/s41467-025-58480-4
“La dinámica completa de la formación de la banda de deslizamiento a nivel fundamental no se había entendido durante más de 70 años desde que se desarrolló la teoría de la lectura franca”, dijo el autor correspondiente Penghui Cao, profesor asociado de ingeniería mecánica y aeroespacial de UC Irvine.
“Nuestra capacidad para capturar estos procesos a escalas atómicas y nanómicas proporciona una nueva visión del movimiento de dislocación colectiva e inestabilidad de deformación microscópica en materiales estructurales avanzados”.
Dijo que las bandas de deformación, donde se concentra la tensión en las zonas locales, es común en muchas sustancias y sistemas naturales de fabricación humana, incluidos sólidos cristalinos, metales, medios granulares e incluso fallas geológicas bajo estrés por compresión.
“Con el advenimiento de ‘supermateriales’ nuevos y avanzados como la aleación de Crconi, una comprensión profunda de sus comportamientos es más crítica que nunca”, señaló Cao. “Este conocimiento fundamental acelerará el descubrimiento de materiales con propiedades mecánicas personalizadas y predecibles para satisfacer la creciente demanda de materiales avanzados resistentes a los entornos extremos en los sectores energéticos y aeroespaciales”.
Más información: Bijun Xie et al, Evolución divergente de bandas de deslizamiento en aleaciones de Crconi, Nature Communications (2025). Doi: 10.1038/s41467-025-58480-4
Proporcionado por la Universidad de California, Irvine
Cita: Descubrimiento de bandas de deslizamiento extendidas remodelan la comprensión de la deformación del material bajo estrés (2025, 1 de mayo) Recuperado el 1 de mayo de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-05-discubrevery-bands-reshapes-material-destoral.html
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