近日，广西半导体芯片先进封装与系统集成重点实验室潘志亮教授课题组（https://www.x-mol.com/groups/zpan）联合佛蒙特大学的合作者在金属材料塑性失稳量化评估的研究中取得重要进展，相关研究成果在机械与力学国际顶级期刊《International Journal of Mechanical Sciences》(中科院工程技术大类一区Top，IF：9.4)上发表了题为“Quantifying the Severity of Plastic Strain Localization in Polycrystals”的长篇学术论文。我校为论文第一完成单位，机电工程学院段鹏硕士为第一作者，潘志亮教授与佛蒙特大学的Frederic Sansoz教授为共同通讯作者。
塑性变形失稳，或者塑性应变局部化通常是材料发生韧性断裂的前兆，局部化越严重，材料失效的风险越高。然而，长期以来，相关评估多依赖定性判断或精度有限的定量手段，在实际应用中存在明显局限。为了解决这个问题，论文提出一种全新的定量分析方法，可用于精准评估多晶体材料中的应变局部化程度。论文提出了一种基于“局部化因子”的分析策略，通过类比点电荷簇的电场势能，将塑性应变的空间分布视为一个点电荷系统。电荷聚集程度越高，表明应变局部化越严重。该方法在多种场景中均展现出良好的适用性，包括假设应变场、实验测量的真实应变场，以及原子尺度模拟纳米结构银合金产生的应变场。更重要的是，该方法与结构分析相结合，能够有效识别应变局部化的潜在机制，甚至揭示应变场中难以直接观察的关键特征。论文指出，这一方法不仅证明了应变场包含的信息远超以往认知，也为材料失效行为的分析提供了跨尺度的通用工具，可适用于纳米、微米及宏观尺度的应变表征，为预测和理解材料失效机制开辟了新的途径。本研究工作得到了国家自然科学基金与广西自然科学基金的大力支持。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2026.111534