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观察和聆听脆塑转变
同时进行的光学、机械和声学测量表明,方解石中的脆性微裂纹和晶塑孪晶会产生可区分的声学信号。
来源:Eos杂志来源:地球物理研究杂志:固体地球
地球材料的变形可以以“脆性”方式发生,由传播辐射弹性波的断裂介导,也可以通过“晶内塑性”发生,由晶体缺陷的运动控制,通常被认为很大程度上是抗震的。然而,在“脆塑转变”过程中,这些机制预计将共存。而且,如果晶内缺陷传播足够快并伴有应力释放,理论上也可能产生弹性波。
O’ Ghaffari 等人。 [2026]提出了第一个实验,其中在方解石单晶中的晶内缺陷(孪晶界)传播过程中同时获得光学、机械和声学测量。高达每秒 12,500 帧的高速成像与每秒采样高达 5000 万个样本的多个超声波传感器相结合,可以在广泛的空间和时间尺度上解决变形过程。
实验捕捉了脆性微裂纹和晶塑孪晶在晶体中传播时的演化过程。图像序列和声学记录的直接比较表明这两种变形机制产生不同的超声信号。特别是,波形特性的细微差别与缺陷源的物理性质有关。这种区别为分离声发射数据中的脆性和塑性变形信号提供了新的基础。研究结果对于实验室研究以及解释地质和其他半脆性材料的声学监测数据具有重要意义。
引文:O’ Ghaffari, H.、Peč, M.、Cross, A. J.、Mittal, T. 和 Mok, U. (2026)。方解石单晶的脆性和晶塑性缺陷动力学。地球物理研究杂志:固体地球,131,e2025JB032846。https://doi.org/10.1029/2025JB032846
