晶体塑性变形是材料领域热心探索的研究课题,研究单晶体塑性变形机理是讨论材料塑性变形行为的基础和先导。目前,对单晶材料在准静态加载条件下的变形机制已有大量的研究,然而在动态加载条件下,材料的力学行为通常与准静态加载下有很大不同。在单晶动态加载的领域,实验性的研究较少,且缺乏对塑性变形机理和微观变形特征的研究。本文对面心立方(FCC)铝单晶进行动态单轴压缩加载,分析加载后样品的表面形貌、组织形貌和取向特征,来对比研究单晶铝在不同加载条件下的塑性变形特征。得出的主要结论如下:(1)准静态和动态加载下单晶铝的变形机制均为位错滑移。单晶铝沿[111]方向加载时,准静态加载下单晶铝开动的两组滑移系具有明显的先后顺序且滑移量不同;动态加载下滑移带的分布具有明显的局部集中现象,因此在准静态和动态加载条件下均发生不均匀的塑性变形。同时加载后铝单晶均由单晶转变为多晶,准静态样品中分布着许多小角度亚晶,动态样品中仅存在少量亚晶。(2)单晶铝沿[111]方向进行动态加载时,随着应变量的增加,单晶铝首先开动易滑移系,随着变形的进行,另一组滑移系开动,在变形过程中表现出交叉滑移的特征。晶体内部组织演变过程为:应变量较小时,晶体通过位错滑移形成大的变形层,随着应变量的增加,形成的变形组织由粗大的条状组织逐渐转变为细条状组织,然后转变为粒状组织,晶粒得到细化。(3)单晶铝沿不同方向进行加载后,其产生的塑性变形特征也不同。沿[112]方向加载后,单晶铝发生不均匀的宏观塑性变形,样品由单晶变为多晶;沿[111]方向加载后,由于变形抗力增加,单晶铝发生更明显的不均匀的宏观塑性变形,样品由单晶变为多晶;沿[110]方向加载后,单晶铝发生均匀的塑性变形,样品取向一致,仍保持单晶。