过渡金属轻元素（TMLE）化合物具有高的力学强度和稳定性，在复杂极端环境下有广泛应用前景。但是在法向压力存在时，这些材料往往表现出巨大的剪切强度下降，不利于许多实际载荷条件下的应用。所以迫切需要探索应力-应变关系来设定基准，并找到这一类材料中性能优化的机制。

      本工作中，我们通过第一性原理计算表明氮化钛（TiN）表现出应变诱导的应力增强和均匀性转变，即在法向压力约束的剪切应变下呈现增强和更各向同性的应力响应。而在具有不同类型法向压力的压痕剪切应变和磨损剪切应变下，TiN表现出相对的脆性/韧性应力响应。此外，我们计算了与晶体取向相关的强度，解释了实验观察到的硬度随取向的变化。通过分析应变过程中的晶体结构演变，我们揭示了决定材料在各种实际载荷条件下应力响应的复杂原子机制。TiN这种特殊的应变强化和力学性能调整使其成为TMLE化合物中的一个范例，从而阐明了有趣的应变诱导强化现象和对负载敏感的延性/脆性特性。

      本工作提供了对TiN的各种计算和测量性质的准确描述和深入理解，并为进一步探索和设计优化大量TMLE化合物与负载和晶体取向相关的力学性质提供了思路。

      该工作于2022年8月29日发表于《Physical Review B》,题为“Exceptional strain strengthening and tuning of mechanical properties of TiN”

相关文章：Chang Liu#, Xinxin Gao#, Kan Zhang*, Weitao Zheng, Changfeng Chen, “Exceptional strain strengthening and tuning of mechanical properties of TiN”, Phys. Rev. B 106, 054112 (2022)

文章链接：https://doi.org/10.1103/PhysRevB.106.054112