Collective Mechanical Behavior of dislocation Network Developed under Indentation

压痕下位错网络的集体力学行为

基本信息

  • 批准号:
    13450047
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 9.15万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2001
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2001 至 2002
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Cross sections of the indent-induced plastic zones is single crystalline silicon and aluminum are observed by the transmission electron microscopy (TEM) in order to know their internal structural changes under indentation. A tiny piece involving the indented region is cut from the sample and thinned until a few hundred nanometer thickness by means of the Focus Ion Beam (FIB) technique. At the case of silicon, the hydrostatic pressure-induced phase transition recovers to the diamond structure with the different crystallographic orientation from the bulk after unloading, being compared with the sample having received the heat treatment for recrystallization. Perfect dislocations consisting of the 60 degree dislocations and screw dislocations may be emitted from the boundary between the phase transition and the diamond bulk. Emission and movemeat mechanism of the dislocation are also investigated with help of the molecular dynamics simulations. On the other hand, it is found at the case o … More f single crystalline aluminum that the subgrains less than one micron are organized at the maximum shear stress region. It seems to be one of the self-organization of dislocation network as a result of the collective mechanical behaviors.New finding of unstable displacement burst observed in the relation between the indent load and indent depth of a nanoindentation test is much possible to be related to dislocation emission. In the present research, the dislocation emission and the prismatic dislocation loop formation in a single crystalline aluminum are simulated by the molecular dynamics. Effects of the stress distribution due to two different types of indenters and of the interatomic description by three different embedded atom type potentials are discussed with much emphasis. At a result, the dislocations are emitted from the severely damaged surface atomic layer due to the indenter and the prismatic dislocation loops, which have the same gliding direction but not on the glide plane, are attained by unstable reaction between the shear loops emitted from the surface and cross slip mechanism. Less
凹痕引起的塑料带的横截面是单晶硅,并且通过透射电子显微镜(TEM)观察到铝,以便知道它们在凹痕下的内部结构变化。通过聚焦离子束(FIB)技术,将涉及凹入区域的小块从样品中切出并变薄至几百纳米厚度。在硅的情况下,静液压诱导的相位转变恢复到钻石结构,并在卸载后与散装的晶体学方向不同,与已收到的样品进行了重结晶的样品进行了比较。由60度位错和螺钉位错组成的完美位错可能是从相变和钻石大块之间的边界发出的。还通过分子动力学模拟研究了位错的发射和移动机制。另一方面,在情况下发现,在最大剪切应力区域内组织了小于一个微米的亚晶粒铝。由于集体机械行为,这似乎是位错网络的自组织之一。新发现在纳米引起测试的凹痕负载和凹痕深度之间观察到的不稳定位移爆发与脱位测试的关系很大可能与脱位发射有关。在本研究中,通过分子动力学模拟了单晶铝中的脱位发射和棱柱位错环的形成。讨论了三种不同的嵌入原子类型电位的两种不同类型的压痕和原子间描述引起的应力分布的影响。结果,由于缩进器和棱镜位错环的严重损坏的表面原子层发出位位,它们具有相同的滑动方向,但在滑动平面上不存在,它们是由从表面和交叉滑移机构中发出的剪切环之间的不稳定反应连接的。较少的

项目成果

期刊论文数量(42)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
渋谷陽二, 都留智仁: "単結晶アルミニウムのナノインデンテーション下での転位の射出と転位間相互作用"第52回理論応用力学講演会講演論文集. 213-216 (2003)
Yoji Shibuya、Tomohito Tsuru:“单晶铝纳米压痕下的位错注入和位错间相互作用”第 52 届理论与应用力学会议论文集 213-216 (2003)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Y. Shibutani, A, koyania, N. Nagahara, H. Ouya and Y. Tomita: "Increase of Microhardness of Single Crystals (Cases of Silicon and Aluminum)"Trans. Japan Soc. of Mech. Engineers. Vol.68, No.675. 1520-1526 (2002)
Y. Shibutani、A、koyania、N. Nagahara、H. Ouya 和 Y. Tomita:“单晶显微硬度的增加(硅和铝的情况)”Trans。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
小山敦弘, 渋谷陽二, 寺山暢之: "ナノインデンテーションによるDLC薄膜の強度評価"日本機械学会M&Mレイクサイドサマーシンポジウム講演論文集. 67-70 (2002)
Atsuhiro Koyama、Yoji Shibuya、Nobuyuki Terayama:“通过纳米压痕对 DLC 薄膜进行强度评估​​”日本机械工程师学会 M&M Lakeside 夏季研讨会论文集 67-70 (2002)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
S.ogata, N.Hirosaki, C.Kocer, Y.shibutani: "An ab initio study of the ideal tensile and shear strength of single-crystal β-Si_3N_4"J.Mater.Res.. 18・5. 1168-1172 (2003)
S.ogata、N.Hirosaki、C.Kocer、Y.shibutani:“单晶 β-Si_3N_4 理想拉伸和剪切强度的从头算研究”J.Mater.Res.. 18・5。 (2003)
  • DOI:
  • 发表时间:
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  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
青野芳大, 渋谷陽二, 山中圭史: "弾性解を利用した分子動力学法によるシリコン材の圧子押込み下での転位の射出とループの形成"日本機械学会2001年度年次大会講演論文集. vol.5. 17-18 (2001)
Yoshihiro Aono、Yoji Shibuya、Keishi Yamanaka:“使用弹性溶液通过分子动力学方法在硅材料压痕下注入位错和形成环”日本机械工程师学会 2001 年年会论文集,第 17 卷。 -18 (2001)
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