弥散分布的析出相强化是工程合金的重要强化机制之一。其中的小尺度析出相通常具有复杂的晶体结构，因其对基体中位错滑移的阻碍从而使材料的强度得以提高。然而，在过去的几十年里，人们在多种工程合金中相继意识到小尺度的第二相在材料的形变过程中普遍发生部分分解。形变致使第二相的部分分解使得材料偏离了原来人们对其设计的组织结构及预期的使役行为，是材料科学与工程领域中经典的基础科学问题之一。尽管长期以来主要有两种机制(“切割”机制和“绕过”机制)普遍被人们用来描述基体中位错与小尺度析出相之间的交互作用，但却几乎不考虑材料在形变过程中析出相内部可能产生的位错及其特殊的滑移行为。马秀良研究员领导的研究团队近来发现形变使Al-Cu 合金中的具有四方结构的Al2Cu析出相内部产生10~20 nm宽度的扩展位错；构成这些扩展位错的不全位错在形变条件下的运动致使其滑移经过的区域发生成分及结构的变化，进而导致局域相分解。该项发现表明基于单质金属建立起来的位错理论，不能准确地描述位错在复杂合金相中的结构及其运动行为。这项工作不但使人们对复杂合金相中的位错及其滑移行为有了新的理解、为位错理论增添新的知识，同时也使人们对工程合金在形变过程中第二相的分解机制有了新的认识。对探索长期处于高载荷条件下的金属结构材料的性能、结构、以及成分设计具有重要意义。

图1：变形前θ析出相（Al2Cu）均匀分布在Al合金中(a)；θ相的HAADF像（b）及EDS mapping显示Al和Cu元素分布均匀（c、d）；变形后θ相内产生位错列（e）；θ相内位错滑移带上产生衬度变化（f、g）。

图2：变形后θ相内位错滑移带的典型HAADF像（a）及对应的元素面分布（b、c、e）及线分布（d）表明滑移带上成分发生变化；相应区域的电子衍射（f-i）表明滑移带局部发生结构变化。

图3：θ相内[001](110)位错分解为不全位错的HRTEM像（a、b）及对应的原子模型（c、d）。

图4：θ相内1/2[001](110)位错在外力作用下分子动力学模拟示意图（a）；在不同时间步下位错核心结构（b-e）及对应的原子模型图（f-h）；位错相向运动过程中Cu原子偏离平衡位置示意图（i-m）。