在钻石中传播的缺陷速度超过音速

材料缺陷不要总是导致崩溃。它们有时可以使它们变得更强大。

正如你所想象的那样，对于科学家来说，知道它会是什么是很重要的。现在，一项新的研究通过跟踪微小裂缝的传播速度，为这些差异提供了一些重要的见解。

来自几个国际机构的研究人员能够记录线性缺陷——或脱位– 通过钻石的传播速度超过音速;研究结果也应该适用于其他重要材料，改进模型地震到飞机。

“到目前为止，还没有人能够直接测量这些位错在材料中传播的速度。说来自斯坦福大学的材料科学家Leora Dresselhaus-Marais。

Dresselhaus-Marais和她的同事使用强激光驱动冲击波穿过人造金刚石的微小晶体，监测由此产生的变形，低至十亿分之一秒。X射线自由电子激光.

穿过材料的初始波是有弹性的，原子在通过时会反弹回原位。第二种是塑性波，钻石中原子的图案被永久移位。这些脱位导致所谓的堆叠故障，其中晶格层没有按照应有的方式排列。

当错位相遇时，它们可以相互吸引或排斥，这反过来又会造成更多的错位。了解这些相互作用以及这些相互作用的速度对于弄清楚材料将如何对压力做出反应.

“如果一种结构材料由于其高失效率而比任何人预期的灾难性失效都要严重，那就不是那么好了，”说来自日本大阪大学的材料科学家片桐健人。“我们需要更多地了解这种类型的灾难性失败。

实际上有两种类型的声波穿过固体：较慢横向声波，由材料阻力产生，并且速度更快纵波类似于在空中移动的那些。

实验表明，位错在金刚石中的传播速度比横向声波快。下一步是进行测试，看看它们是否能击败纵向声波，这需要更强的声波激光脉冲.

了解所有这些对于试图计算材料在以下情况下可能发生的反应的科学家来说是一个巨大的帮助强大的力量.在此之前，超音速缺陷只是在理论上建模。

“了解晶体中位错迁移率的上限对于在极端条件下准确建模、预测和控制材料的机械性能至关重要，”研究人员写在他们发表的论文中。

该研究已发表在科学.

宝宝起名