MoSi_2単結晶に見られる塑性異方性に関するatomisticな研究

MoSi_2单晶塑性各向异性的原子研究

基本信息

批准号：
11750612
负责人：
伊藤和博
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

MoSi_2は高温材料の一候補材料として期待されている。しかし、MoSi_2単結晶は変形方位を選択すれば室温でも変形可能である一方、[001]方位の結晶は900℃以上の温度でしか変形せず、その降伏応力は他の方位と比較して数倍とはるかに大きい。この塑性異方性は{013}<331>すべりの臨界分解せん断応力(CRSS)の大きな方位依存性に起因している。以上は本研究を始めるまでに明らかであった。そこで、本研究ではこの塑性異方性の機構を明らかにすることを目的とした。何故{013}<331>すべりが[001]方位で活動しにくいのかは、おそらく1/2<331>らせん転位の転位芯の構造あるいは転位芯レベルでの転位の分解と密接に関連していると考えられる。MoSi_2の結晶構造はBCC構造を3層積み重ねて積層方向に2/3圧縮した構造をとる。従って、MoSi_2の1/2<331>らせん転位とBCC結晶の1/2<111>らせん転位の幾何学的な類似性より、我々はBCC金属で見られる1/2<111>らせん転位によるnon-Schmidな変形挙動の塑性異方性と同様な現象がMoSi_2結晶の1/2<331>らせん転位にも起こっていると推測している。本年度は、MoSi_2と同じC11_b結晶構造を有するが積層方向に膨張させた構造を有するPdZr_2に着目し、c/a軸比(MoSi_2:2.45、BCC結晶:3.00、PdZr_2:3.30)の観点から、これら関連構造を有する結晶共通に見られる塑性異方性を調べた。PdZr_2単結晶の[001]、[010]、[110]の3方位について各温度で圧縮試験を行った。その結果、MoSi_2においてhardな方位であった[001]方位では液体窒素温度でも{013}<331>すべりにより変形可能であった。一方、他の2方位での降伏応力は[001]方位より約2倍高く、他の結晶と同様に{013}<331>すべりの塑性異方性が見られた。一方、MoSi_2とPdZr_2とで全く逆の塑性異方性の傾向を示し、関連構造を有する結晶ではBCC構造の軸比であるc/a=3を境界にしてc/a軸比により塑性異方性の傾向が変化することを明らかにした。

MOSI_2预计将是高温材料的候选材料。但是，尽管选择了变形方向，在室温下MOSI_2可以在室温下变形，但[001]方向的晶体仅在900°C以上的温度下仅变形，并且其屈服应力比其他方向高的几倍高得多。这种塑性各向异性是由于{013} <331>滑移的临界分解剪切应力（CRS）的较大定向依赖性。当我开始这项研究时，这很明显。因此，这项研究旨在阐明这种塑性各向异性的机制。 {013} <331>滑移在[001]方向上的活性的可能性较小，可能与1/2 <331>螺旋位错的位错核心的结构密切相关，或者在错位核心核心水平上脱位的分解。 MOSI_2的晶体结构是通过堆叠三个BCC结构并在堆叠方向压缩三分之二的三分之二来获得的。因此，从MOSI_2中的1/2 <331>螺旋位错的几何相似性和BCC晶体中的1/2 <111>螺旋位错的位置，我们推测，类似于BCC金属中非SCHMID变形行为的塑性各向异性的现象也发生在1/2 <331> helical crystar中。今年，我们专注于PDZR_2，它具有与MOSI_2相同的C11_B晶体结构，但在堆叠方向上扩展了结构，并检查了从C/A轴比例的这些相关结构的晶体各向异性（MOSI_2：2.45，BCC Cyrmy：3.00，Pdzr_2：3.30：3.30：3.30）。 PDZR_2单晶的三个方向在每个温度下进行压缩测试。结果，在MOSI_2中的硬取向的[001]方向中，由于{013} <331>滑移，即使在液氮温度下也可能变形。另一方面，其他两个方向的屈服应力大约是[001]方向的两倍，与其他晶体相似，观察到{013} <331>滑移的塑性各向异性。另一方面，MOSI_2和PDZR_2显示出塑性各向异性的完全相反的趋势，并且发现对于具有相关结构的晶体，塑料各向异性的趋势随C/A = 3的C/A轴比变化，这是BCC结构的轴向比率。