Grain boundary plasticity in nanocrystalline alloys: Transition to glassy behavior?
Final Report Abstract
In diesem Forschungsprojekt wurde das Verformungsverhaltens von nanokristallinem Pd90Au10 in Abhängigkeit von Dehnrate, Spannungszustand und Relaxationszustand, sowie die Identifikation dabei aktiver Plastizitätsmechanismen untersucht. Dazu wurden Verformungsexperimente an entsprechend präparierten Shear-Compression-Specimens (SCS) bei verschiedenen Dehnraten durchgeführt, wobei die Verformung mittels optischer Dehnungsmessung erfasst wurde. Simultan dazu wurde die Mikrostruktur mittels Transmissionsröntgenbeugung untersucht. Die Analyse der Röntgendaten erfolgte mittels Whole Powder Pattern Modeling, wodurch eine detaillierte und richtungsabhängige Analyse der Mikrostruktur über die gesamte Verformung hinweg ermöglicht wurde. Zusammen mit den makroskopischen Kraft- und Dehnungsdaten ergibt sich damit eine umfassende sowie durchgängig konsistente Beschreibung des Verformungsverhaltens nanokristalliner Pd90Au10 SCS. In der kristallinen Phase konnten Versetzungsgleiten, Coupling und Kornrotation als aktive und miteinander wechselwirkende Mechanismen gezeigt werden. Zusätzlich sind in den Korngrenzen weitere Plastizitätsmechanismen aktiv, die in Scherprozesse und volumenabbauende Relaxationsprozesse unterschieden werde können. Das gesamte Verformungsverhalten ist das Resultat des Zusammenwirkens und Konkurrierens aller Einzelmechanismen, welches maßgeblich durch Relaxation, Dehnrate, Spannungszustand und Verformungshistorie beeinflusst wird.
Publications
- Anatomizing deformation mechanisms in nanocrystalline Pd90Au10. Mechanics of Materials (2017). 114: 254-267. ISSN 0167-6636
M. Grewer, C. Braun, M. J. Deckarm, J. Lohmiller, P. A. Gruber, V. Honkimäki und R. Birringer
(See online at https://doi.org/10.1016/j.mechmat.2017.08.010) - Elevated temperature, micro-compression transient plasticity tests on nanocrystalline Palladium-Gold: Probing activation parameters at the lower limit of crystallinity. Acta Materialia (2017). 129: 124-137
J. Wehrs, M. J. Deckarm, J. M. Wheeler, X. Maeder, R. Birringer, S. Mischler und J. Michler
(See online at https://doi.org/10.1016/j.actamat.2017.02.045) - Magnetic small-angle neutron scattering on bulk metallic glasses: A feasibility study for imaging displacement fields. Physical Review Materials (2017). 1: 074.403
D. Mettus, M. J. Deckarm, A. Leibner, R. Birringer, M. Stolpe, R. Busch,D. Honecker, J. Kohlbrecher, P. Hautle, N. Niketic, J. R. Fernández, L. F.Barquín und A. Michels
(See online at https://doi.org/10.1103/PhysRevMaterials.1.074403) - Structural relaxation of nanocrystalline PdAu alloy: Probing the spectrum of potential barriers. Journal of Applied Physics (2019). 126(20): 205.102
M. J. Deckarm, C. Braun und R. Birringer
(See online at https://doi.org/10.1063/1.5121520) - Structural relaxation of nanocrystalline PdAu alloy: Mapping pathways through the potential energy landscape. Journal of Applied Physics (2020). 127(12): 125.115
M. J. Deckarm, N. Boussard, C. Braun und R. Birringer
(See online at https://doi.org/10.1063/1.5141525)
