Site Sponsors
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
Posted in | Nanomaterials | Nanoanalysis

Наука Материалов: Улучшать дефект

Published on May 3, 2012 at 11:01 AM

Сильные металлы имеют тенденцию быть более менее дуктильны - если металл не будет случаться быть специфической формой меди известной как nanotwinned медь. Кристаллическая структура nanotwinned меди показывает много близко расположенный перерывов в в противном случае регулярн атомном блоке. Эти перерывы, несмотря на быть термин «дефектами», фактически увеличивают прочность металла без уменьшения своей дуктильности, делая ее привлекательной для применений как полупроводниковые устройства и покрытия тонкого фильма. Однако, отношение между свойствами этих дефектов и тем из металлов содержа дефекты остает мутноватым.

Теперь, Zhaoxuan Wu и сотрудники на Институте A*STAR для Высокой Эффективности Вычисляя теперь выполняли широкомасштабную численную имитацию которая линяет свет на этом отношении. Имитация адресовала некоторые из их предыдущих, необъяснимых экспериментальных данных.

Изображение показывает имитацию поликристаллической nanotwinned меди и своих дефектов во время растяжимой нагрузки. Учтивость Изображения Elsevier.

В 2009, исследователя наблюдали что прочность nanotwinned меди достигла максимум когда размер дефектов в своей кристаллической структуре был около 15 нанометров. Когда дефекты были сделаны более малым или более большим, прочность меди уменьшила. Это противоречило классической модели, которая предсказала что прочность металла будет увеличивать постоянно по мере того как размер дефекта был уменьшен.

Wu и сотрудники адресовали это несоответствие путем использование очень широкомасштабной имитации молекулярной динамики для того чтобы высчитать как nanotwinned медный кристалл состоя из больше чем 60 миллионов атомов деформирует под давлением. Они наблюдали что своя деформация была облегчена 3 типами передвижных вывихиваний в своей кристаллической структуре. Значительно, они нашли то один из этих 3 вызванных типов вывихивания, вывихиванием 60°, взаимодействуемым с дефектами в путе который зависел на размере дефекта.

Вывихивания 60° могли пройти через малые дефекты в непрерывном образе, создавая много новых, сильно передвижных вывихиваний которые размякнули медь. С другой стороны, когда они столкнулись большие дефекты, трехмерная сетка дислокации сформировала что подействовано как барьер для последующего движения вывихивания, таким образом усиливающ медь. Имитация предсказала что размер критического дефекта отделяя эти 2 режима поведения произошел на 13 нанометрах, очень близко к экспириментально измеренному значению 15 нанометров.

Результаты показывают что много различных механизмов деформации происходя в nano-составленных материалах как nanotwinned медь. Понимать каждое из их позволит научным работникам настроить материальные свойства - по мере того как Wu комментирует: «Например, мы смогли ввести барьеры вывихивания для того чтобы остановить их движение, или измените энергии интерфейса дефекта для того чтобы изменить как они деформируют.» Wu добавляет что следующий шаг для его научно-исследовательской группы будет учесть разнообразность в размерах дефекта внутри одиночный материал.

Источник: a-star.edu.sg

Last Update: 4. May 2012 04:52

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit