如何利用TEM分析拉伸孪晶和压缩孪晶

• 与立方晶格结构金属以位错滑移机制实现塑性变形不同，密排六方的晶格结构需要耦合多种变形机制才能实现任意方向上的塑性变形；

• 由于室温下六方结构的金属独立滑移系不足，所以孪生变形是HCP金属中协调C轴变形的重要机制之一；

• 孪晶按照孪生后晶体在原C轴方向上产生的应变性质可分为拉伸孪晶和压缩孪晶。

孪生变形在HCP金属塑性变形过程中发挥着重要作用，主要可以归为以下三点：

1. 孪晶应变软化，孪晶的形成会引起一定的形变量，进而缓解局部应力集中并起到协调金属塑性变形的作用；

2. 孪晶诱导织构演化，孪晶的产生会诱导晶格结构发生旋转形成新的晶体取向，有利于激活更多种类的滑移系；

3. 孪晶诱导细晶强化，相互交错的孪晶界将母晶分割成若干细小的晶粒，诱发Hall-Petch效应的同时也会阻碍位错的运动，位错在晶界处塞积引发应力集中又可能为孪晶或者二次孪晶提供新的形核位点。

孪晶模式

在室温下HCP金属常见的孪晶模式：

{10-12}拉伸孪晶

{11-22}压缩孪晶

其他孪生类型如{11-21}和{11-23}拉伸孪晶，{10-11}和{11-24}压缩孪晶往往需要更高的临界剪切应变或其他变形约束条件才能激活。

01

{10-12} 拉伸孪晶

由{10-12}拉伸孪晶变形机制示意图可知：

• 孪生变形后，{10-12}孪晶会导致C轴的拉伸，故该孪晶系为拉伸孪晶；

   

02

{11-22} 压缩孪晶