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Posted in | Nanoanalysis
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Déformation Chinoise de Nano-Échelle d'Étude de Chercheurs d'Extrémité de Fêlure

Published on October 10, 2012 at 5:20 AM

La fracture des matériaux est très un enjeu important pour les matériaux structurels et fonctionnels. le comportement de Fêlure-Extrémité est parmi les problèmes les plus fondamentaux dans la mécanique de fracture. Beaucoup d'investigations théoriques et expérimentales ont été effectuées pour comprendre l'effet des zones de déformation de fêlure-extrémité.

Ceci affiche : (a) Image de lumineux-zone de TEM d'une microfissure en silicium monocristallin ; (b) Image de HRTEM d'une fêlure-extrémité (zone enfermée dans une boîte dans chiffre a) ; (c) zone de tension de cisaillement d'une fêlure-extrémité ; et (d) courbures de tension-distance sur le plan de fêlure. Crédit : Presse de la Chine de ©Science

Cependant, la mesure directe de nanoscale des zones de tension autour de la fêlure-extrémité n'a pas été encore réalisée, en dépit de beaucoup d'années de recherche. Professeurs Zhao ChunWang et Xing YongMing d'Université De Technologie de l'Inner Mongolia Se sont mis à aborder ce problème. Ils ont adopté une combinaison de microscopie électronique à haute résolution de boîte de vitesses (HRTEM) et d'analyse géométrique de phase (GPA) et ont tracé les champs proches de tension d'atomique-échelle d'une fêlure-extrémité. Leur travail, intitulé « Analyse quantitative des zones de déformation de nanoscale d'une fêlure-extrémité en silicium monocristallin », a été publié dans la Physique, la Mécanique et l'Astronomie de la CHINE de la SCIENCE. 2012, Vol. 55(6).

Bien Que la fracture des matériaux fasse partie de notre expérience quotidienne, le procédé n'est pas bon compris. Les effets de la fracture des matériaux sont évidents sur les échelles macroscopiques, mais la dynamique de la fracture qui mènent à de telles défaillances sont régies entièrement par le comportement du matériau à la plus petite échelle. Des zones de Déformation d'une fêlure-extrémité ont été examinées utilisant HRTEM, qui devient de plus en plus un puissant outil pour mesurer des zones de déformation au nanoscale à cause de l'élaboration des méthodes quantitatives d'analyse d'image. Une telle technique est GPA, qui a été appliqué à une grande variété de systèmes, tels que des dislocations, des points de tranche de temps, des nanowires, des nanoparticles, des hétérostructures, des joints de grain de faible-cornière, Etc. Le travail actuel a présenté une enquête de HRTEM sur une fêlure du mode II en silicium monocristallin. D'abord, une microfissure en silicium monocristallin a été trouvée utilisant TEM sous l'agrandissement faible (Figure a). En Second Lieu, la fêlure-extrémité a été localisée et une image plus élevée de l'agrandissement HRTEM a été obtenue (Figure b). Troisièmement, la méthode de GPA a été utilisée pour tracer les zones de tension de la zone de fêlure-extrémité de l'image de HRTEM (Figure c). Puisque les images de HRTEM sont à l'atomique-échelle proche, le plan de tension est également à l'atomique-échelle proche. Les mesures ont prouvé que la tension à l'extrémité de fêlure était tension de cisaillement pure, et la microfissure a été recensée ainsi car une fêlure du mode II. En Conclusion, les valeurs expérimentales de tension sur le plan de fêlure étaient extraites et avec des prévisions théoriques de mécanique élastique linéaire de fracture (Figure d). La comparaison prouve que les résultats expérimentaux sur le plan de fêlure sont conformes aux prévisions théoriques jusqu'à 1 nanomètre de la fêlure-extrémité.

Jusqu'ici, la recherche expérimentale sur des microfissures s'est principalement concentrée sur l'initiation, l'extension et la morphologie à une grande variété d'échelles. Professeur Zhao ChunWang et son groupe ont frayé un chemin l'analyse quantitative des zones de déformation de nanoscale des fêlure-extrémités et ont développé une méthode efficace pour analyser la déformation des fêlure-extrémités à une échelle très petite. Avec le développement ultérieur de HRTEM, la mesure et l'analyse des zones de déformation à l'échelle atomique deviendront possibles. Le mouvement Atomique de métallisation et d'atome en avant de la fêlure-extrémité peut également s'analyser quantitativement.

C'est un développement important dans l'histoire récente de la mécanique de fracture. Les chercheurs proposent que les prochaines phases dans leur travail soient d'examiner plus de matériaux et d'essayer également de mesurer les zones de déformation d'une fêlure-extrémité dynamique. Ces futurs efforts seront une poussée importante pour rompre la physique de mécanique et de matériaux.

Source : http://www.imut.edu.cn

Last Update: 10. October 2012 06:23

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