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Posted in | Nanoanalysis
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Deformação Chinesa da Nano-Escala do Estudo dos Pesquisadores da Ponta da Rachadura

Published on October 10, 2012 at 5:20 AM

A fractura dos materiais é uma edição muito importante para materiais estruturais e funcionais. o comportamento da Rachadura-Ponta está entre os problemas os mais básicos em mecânicos da fractura. Muitas investigações teóricas e experimentais foram realizadas para compreender o efeito de campos da deformação da rachadura-ponta.

Isto mostra: (a) Imagem do brilhante-campo de TEM de uma microfissura no silicone do único-cristal; (b) Imagem de HRTEM de uma rachadura-ponta (área encaixotada na figura a); (c) campo de tensão da tesoura de uma rachadura-ponta; e (d) curvas da tensão-distância no plano da rachadura. Crédito: Imprensa de China do ©Science

Contudo, a medida directa do nanoscale de campos de tensão em torno da rachadura-ponta não foi conseguida ainda, apesar de muitos anos de pesquisa. Os Professores Zhao ChunWang e Xing YongMing da Universidade Tecnológica de Inner Mongolia expor para abordar este problema. Adotaram uma combinação de microscopia de elétron de transmissão de alta resolução (HRTEM) e de análise geométrica da fase (GPA) e traçaram os campos de tensão próximos da atômico-escala de uma rachadura-ponta. Seu trabalho, autorizado “análise Quantitativa de campos da deformação do nanoscale de uma rachadura-ponta no silicone do único-cristal”, foi publicado na Física, nos Mecânicos & na Astronomia de CHINA da CIÊNCIA. 2012, Vol. 55(6).

Embora a fractura dos materiais seja parte de nossa experiência diária, o processo não é bom compreendido. Os efeitos da fractura dos materiais são óbvios em escalas macroscópicas, mas a dinâmica da fractura que conduz a tais falhas é governada inteiramente pelo comportamento do material na escala a menor. Os campos da Deformação de uma rachadura-ponta foram examinados usando HRTEM, que se está transformando uma ferramenta cada vez mais poderosa para medir campos da deformação no nanoscale devido à revelação de métodos de análise quantitativos da imagem. Uma tal técnica é GPA, que foi aplicado a uma grande variedade de sistemas, tais como deslocações, pontos do quantum, nanowires, nanoparticles, heterostrutura, limites de grão do baixo-ângulo, Etc. O trabalho actual apresentou uma investigação de HRTEM de uma rachadura do modo II no silicone do único-cristal. Primeiramente, uma microfissura no silicone do único-cristal foi encontrada usar TEM sob a baixa ampliação (Figura a). Em Segundo, a rachadura-ponta foi encontrada e uma imagem mais alta da ampliação HRTEM foi obtida (Figura b). Em Terceiro Lugar, o método de GPA foi empregado para traçar os campos de tensão da área da rachadura-ponta da imagem de HRTEM (Figura c). Porque as imagens de HRTEM estão na atômico-escala próxima, o mapa da tensão está igualmente na atômico-escala próxima. As medidas mostraram que a tensão na ponta da rachadura era tensão de tesoura pura, e a microfissura foi identificada assim porque uma rachadura do modo II. Finalmente, os valores experimentais da tensão no plano da rachadura foram extraídos e comparados com as previsões teóricas dos mecânicos elásticos lineares da fractura (Figura d). A comparação mostra que os resultados experimentais no plano da rachadura concordam com as previsões teóricas até 1 nanômetro da rachadura-ponta.

Até aqui, a pesquisa experimental sobre microfissura centrou-se principalmente sobre a iniciação, a extensão e a morfologia em uma grande variedade de escalas. O Professor Zhao ChunWang e seu grupo abriu caminho a análise quantitativa de campos da deformação do nanoscale das rachadura-pontas e desenvolveu um método eficaz para analisar muito a deformação das rachadura-pontas em uma pequena escala. Com revelação mais adicional de HRTEM, a medida e a análise de campos da deformação na escala atômica tornar-se-ão possíveis. O movimento Atômico da ligação e do átomo antes da rachadura-ponta pode igualmente ser analisado quantitativa.

Esta é uma revelação importante na história recente de mecânicos da fractura. Os pesquisadores sugerem que os passos seguintes em seu trabalho sejam examinar mais materiais e tentar igualmente medir os campos da deformação de uma rachadura-ponta dinâmica. Estes esforços futuros serão um impulso importante para fracturar a física dos mecânicos e dos materiais.

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

Last Update: 10. October 2012 06:26

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