더 작게 더 강하게 되더라도 왜 물자가 되는지 기계적인 어닐링, 증가된 힘 및

커버되는 토픽

배경

나노미터 수준에 병력

기계적인 개악

탈구의 감소

집중된 이온살 기계로 가공

결함이 없는 물자 및 기계적인 어닐링

개악과 기하학

개악을 가진 견본에서 조차 강화된 병력

수신 확인

배경

- 그들의 차원이 마이크로미터 가늠자 (미터의 millionths) 또는 더 적은에 접근하는 때 금속으로 만드는 구조물이 더 작은 되는 때 - 더 강한 되는. 과학자는 전에 주석 "곳수염"의 병력을 측정하고 있는 동안 직경에 있는 길이의 약간 마이크로미터 및 약간 밀리미터 이 현상을 50 년 발견했습니다. 많은 이론은 왜 더 작은 더 강한 지 설명하기 위하여 제시되고, 그러나 최근에 그것을 보고 실제로 있는 무슨 일이 긴장의 밑에서만 작은 구조물에서 기록하기 위하여 가능하게 되어 달라고 합니다.

숫자 1.

나노미터 수준에 병력

Hysitron에서 동료와 로오렌스 버클리 국립 연구소 자원부에 있는 재료 과학 부분의 앤드류 마이너는, 150 그리고 400 나노미터 (미터의 billionths) 사이 직경을 가진 니켈의 기둥이 다이아몬드로 만들 편평한 펀치의 밑에 압축 일 때 전자 현미경 검사법 (NCEM)에 국제적인 센터에 제자리 현미경이라고 사용된 제너럴 모터스 연구와 개발 센터 무슨 일이 일어나는가가 기록하기 위하여 통합하고. 전송 전자 현미경은 전자빔의 밑에 관찰되고 있는 동안 견본이 압박되고, 측정되고, 녹화될 수 있다 그래야 갖춰집니다.

"무슨 통제 금속 객체의 개악이 배반하는 쪽인, 탈구이라고, 그것의 결정 구조에 있는 비행기에 따라서 움직임 부르는,"를 마이너는 말합니다. "탈구 미끄러짐의 결과는 플라스틱 개악입니다. 예를 들면, 종이 클립을 구부리는 것은 서로로 달리고는 수많은 미끄럼면에 따라서." 미끄러지는 때 평방 센티미터 당 탈구의 그것의 조가 위로 엉키게 하고 곱하는 원인이 됩니다

기계적인 개악

일반적으로 기계적인 개악은 물자에 있는 탈구의 수를 증가해 경향이 있습니다. 그러나 소규모를 위해 양에 표면의 매우 더 중대한 비율에, 프로세스 아주 다를 수 있습니다 구축합니다. 전자 현미경에서 녹화한 심상은 연구원에 의하여 새로 녹음된 "기계적인 어닐링."지 연구원이 왜 nanoscale 니켈 기둥이 - 결코 의 앞에 보인 프로세스를 포함하여 - 개악 도중 기둥의 미세에 있는 변경을 관찰하는 주어서 아주 강한 지 이해할 것을 도왔습니다 (대량 물자에서, 어닐링, 결점의 조밀도를 감소시키는 일반적으로 가열해서 처리는, 달성됩니다.)

탈구의 감소

마이너는 말합니다 관찰한, "우리가 첫번째 것은, 시험의 앞에, 니켈의 nanoscale 기둥이 탈구의 가득 차있었다 이었습니다. 그러나 우리는으로 기둥을 압축해, 모든 탈구는 15의 크기 순서에 의해 물자의 추방되 - 사실상 탈구 조밀도를 감소시키고 완벽한 결정을 생성하. 우리는 칭했습니다 이 효력을 기계적인 어닐링이라고."

집중된 이온살 기계로 가공

작은 기둥 및 시험된 그의 동료는 첫째로 미국 공군 연구소의 마이클 Uchic가 (FIB) 2004년에 기술한 소규모 기계 압축 테스트를 위한 집중된 이온살, 새로운 기술 및 그의 동료를 사용하여 순수한 니켈에서 기계로 가공되었습니다. 거짓말 기술은 결정을 증가해서 하는 1950 년대에서 첫째로 공부된 금속 "곳수염" 보다는 매우 더 작은 구조물을 만들게 가능하게 합니다.

몇몇은의 탈구 기계로 가공한 기둥에서 관찰된 연구원 이온살 그들자신에 의해 상대적으로 얕아습니다 일으키는 원인이 되어 이었습니다. 결정까지 계속된 그 외는 아마 선재 결점이었습니다. 압축의 밑에, 기계적인 어닐링은 결점의 두 종류 다 사라지는 원인이 되었습니다.

"필수적으로 모든 탈구는 표면에 결정에서 도주하고, 더 큰 결정에서 하고자 했는 처럼 탈구의 저장을," 마이너 말합니다 얻지 않습니다. "무슨 결과 인 프로세스는 불렀습니다 "가 탈구 기아를 지, "왜의 더 작은 구조물이 더 강한." 빨리 가지고 있는 스탠포드의 윌리엄 D. Nix에 의해 최근에 제시해, 그 외의 사이에서, 주요한 이론의 한개는 되었습니다

마이너는 설명합니다, 그(것)들이 상호 작용하고 곱해 좋을 전에 탈구 도주가 물자, 거기 부과한 개악을 가능하게 하는 충분한 액티브한 탈구가 아닌 경우에 "아이디어는 입니다. 구조물은 새로운 탈구가." 만든 후에 단지 모양없이 할 수 있습니다 이것은 정확하게 프로세스 NCEM의 제자리 현미경, "탈구 기아"가 정확한 설명 작은 구조물의 증가된 힘을 위한인 강력한 증거로 관찰된 그와 그의 동료입니다.

결함이 없는 물자 및 기계적인 어닐링

결함이 없는 nanoscale 니켈 기둥이 압축되는 것을 계속하는 경우에 무엇이 일어납니까? 때 물자에서" nucleate 탈구 "의 새로운 근원 일어나는 무언가는 주어야 합니다. 기존 탈구가 기계적인 어닐링 때문에 기둥에서 사라지는 때, 새로운 탈구 근원의 핵형성은 진보적으로 더 높은 긴장에 일어납니다.

기둥 구조물에서는, 플라스틱 개악은 새로운 탈구의 파열이 그것을 통해서 전파하다 것과 같이, 기둥의 급격한 평평하게 하거나, 부불거나, 뒤틀거나, 깎기의 형식을 취할 수 있습니다. 또는 기계적인 어닐링에 의해 강하게 만든 강하게 한 기둥은, - 비록 기둥과 기질이 금속 동일 지속적인 조각이더라도 기질로 떨어뜨리기 위하여 바르게 구멍을 뚫을 수 있습니다. 두 프로세스 다 제자리 현미경의 극적인 녹화된 실험에서 붙잡았습니다.

전자 현미경 검사법을 위한 숫자 2.

개악과 기하학

경미하게 가늘게 한 니켈 기둥이 NCEM 연구원이 사용한 거짓말 기계로 가공에 의하여 생성해, 플라스틱 개악이 일어난지 어디서 및 어떻게 연구원은 영향을 받은 이 기하학 주의하고, 일반적으로 작 직경, 기둥의 자유로운 끝 (상단)에서 더 중대하.

개악을 가진 견본에서 조차 강화된 병력

더 큰 기둥에서는, 직경에 있는 300 나노미터에 접근하는 그들은, 기계적인 어닐링 완전하지 않고, 약간 탈구는 압축 후에도 눈에 보이 남아 있었습니다. 그러나 전시된 이 기둥 조차 병력을 강화하고, 진보적으로 더 높은 긴장은 필요했습니다 개악 - 이 작은 양에 있는 병력을 결정하는 이동할 수 있는 결점의 작성이다 점에 밑줄을 긋는을 것을 계속하기 위하여.

"기둥 테스트 기하학의 아름다움은 우리가 똑바르게 긴장을 정의해서 좋다 입니다. 다음 우리는 제자리의 기록된 분리된 플라스틱 사건과 측정한 긴장을 상관해서 좋 우리의 실험에서 더 명확하게 양이 많은 데이터를 해석하기 위하여," 마이너를 말합니다. "작은 구조물의 병력을 결정하는 무슨이에 관한 토론 높은 긴장을 거기 이미 있는 탈구를 필요로 하기 때문에 - 무언가는 닭 및 계란 질문에 강합니까 거의 내렸습니까? 또는 nucleate에 높은 긴장을 새로운 탈구 필요로 하기 때문에 그것은 강합니까? 이런 경우에, 그것은 그 근원 핵형성 - i.e, "계란" -를 결정 요인이."이다는 것을 보입니다

수신 확인

"Z.W. Shan에 의하여 submicrometre 직경 Ni 결정에 있는 기계적인 어닐링 그리고 근원 한정된 개악은,", Raj Mishra, 2008 1월 의 성격 물자의 문제점에서 S.A. Syed Asif, Oden L. 워렌, 및 앤드류 M. Minor, 어드밴스 온라인 간행물 2007년 12월 23일, http://www.nature.com/nmat/journal/vaop/ncurrent/full/nmat2085.html에 나타납니다. 이 일은 미국 자원부에서 Hysitron, Inc.에 교부금 그리고 또한 과학의 암컷 사무실에서 교부금에 의해 부분적으로, 기본적인 에너지 과학의 사무실 지원되었습니다.

근원: 로오렌스 버클리

Date Added: Jan 3, 2008 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 18:04

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