دور حجم الحبوب في تحقيق خصائص ممتازة في المواد الهيكلية

من المتوقع أن تعرض المواد الهيكلية المتقدمة خصائص ميكانيكية محسّنة بشكل كبير وقد يتم تحقيق ذلك، على الأقل جزئيًا، عن طريق تنقية حجم الحبوب إلى نطاق ما دون الميكرون أو النانو بلوري. يقدم هذا التقرير ملخصًا مفصلاً لدور حجم الحبوب في الخصائص الميكانيكية للمعادن. يتم توضيح تأثير حجم الحبوب على سلوك درجات الحرارة العالية وتطوير السوبر بلاستيكية باستخدام خرائط آلية التشوه، كما نُقاش تطوير قوة استثنائية من خلال تنقية الحبوب والتصلب عند درجات حرارة منخفضة. يُظهر أن آلية تشوه انزلاق حدود الحبوب، كما تم تطويرها نظريًا، يمكن استخدامها بفعالية للتنبؤ بكل من سلوك درجات الحرارة العالية والمنخفضة للمعادن ذات أحجام الحبوب المختلفة. يفسر هذا التحليل زيادة حساسية معدل التشوه في المعادن ذات الحبوب فائقة النعومة مع نقاط انصهار منخفضة ومتوسطة والقدرة على زيادة كل من القوة واللدونة لهذه المواد وبالتالي التغلب على مفارقة القوة-اللدونة. كما تمت مراجعة التطورات الحديثة في المواد الهجينة، ويتضح أنه، على الرغم من أن هذه الهجينة لم تتلق سوى اهتمام محدود حتى الآن، فإنها توفر إمكانية لتحقيق تقدم كبير في إنتاج مواد هيكلية جديدة.