크로스 슬립

Cross slip
혼합 탈구 루프의 나사 구성요소는 크로스 슬립면이라고 불리는 또 다른 슬립면으로 이동할 수 있다.여기 버거 벡터는 평면들의 교차점을 따라 있다.

크로스 슬립은 국부 스트레스로 인해 나사 이탈이 한 슬립면에서 다른 슬립면으로 이동하는 과정을 말한다.그것은 나사 탈구의 평면적인 움직임을 허용한다.가장자리 탈구의 비 평면적인 움직임은 상승을 통해 달성된다.

완벽한 나사 탈구의 버거 벡터는 탈구선과 평행하기 때문에 독특한 슬립면을 갖는 가장자리나 혼합 탈구와는 달리 무한한 수의 가능한 슬립면(탈구선과 버거 벡터가 들어 있는 평면)을 가지고 있다.따라서 나사 탈구는 버거 벡터를 포함하는 평면을 따라 미끄러지거나 미끄러질 수 있다.크로스 슬립 동안 나사 탈구는 하나의 슬립면을 따라 미끄러지는 것에서 크로스 슬립면이라고 불리는 다른 슬립면을 따라 미끄러지는 것으로 전환된다.이동 탈구의 교차 미끄러짐은 전송 전자 현미경으로 볼 수 있다.[1]

메커니즘

가능한 교차 미끄러짐 평면은 결정 시스템에 의해 결정된다.BCC(Body Centered Cubic) 금속에서 b=0.5<111>로 나사가 이탈하면 {110} 평면 또는 {211} 평면에서 활공할 수 있다.면 중심 입방체(FCC) 금속에서 나사 탈구는 한 {111} 유형 평면에서 다른 유형 평면으로 교차 미끄러질 수 있다.그러나 FCC 금속에서 순수 나사 탈구는 {111} 평면에서 두 개의 혼합 부분 탈구로 분리되며, 확장된 나사 탈구는 두 개의 부분 탈구가 포함된 평면에서만 활공할 수 있다.[2]FCC 금속의 부분 탈구 교차 슬립을 설명하기 위해 Friedel-Escaig 메커니즘과 Fleischer 메커니즘이 제안되었다.

프리델-에스카이그 메커니즘에서는 두 부분 탈구가 한 점으로 수축하여 원래의 활공 평면에 완벽한 나사 탈구를 형성한 다음 교차 미끄러짐 평면에서 다시 분리하여 두 개의 다른 부분 탈구를 만든다.그러면 전단 응력이 탈구를 연장하고 교차 미끄러짐 평면으로 이동할 수 있다.[3]원자 시뮬레이션을 통해 프리델-에스카이그 메커니즘이 확인되었다.[4]

또는 플라이셔 메커니즘에서는 한 개의 부분 탈구가 크로스 미끄럼 평면에 방출되고, 그 다음 두 개의 부분 탈구가 크로스 미끄럼 평면에 수축되어 계단 로드 탈구가 생성된다.그러면 다른 부분 탈구는 계단 로드 탈구와 결합하여 양쪽 부분 탈구가 십자형 미끄러짐 평면에 있게 된다.계단 막대와 새로운 부분 탈구는 높은 에너지이기 때문에, 이 메커니즘은 매우 높은 스트레스를 필요로 할 것이다.[2]

소성에서의 역할

크로스 미끄럼은 추가적인 미끄러짐 평면이 활성화되고 나사 탈구가 장애물을 우회할 수 있기 때문에 가소성에 중요하다.나사 이탈은 1차 슬립면(전단 응력이 가장 높은 평면)의 장애물 주위를 이동할 수 있다.나사 탈구는 장애물을 통과할 때까지 다른 미끄러짐 평면에 미끄러져 1차 미끄러짐 평면으로 되돌아갈 수 있다.[2]나사 탈구는 장애물 주위를 이동하기 위해 상승해야 하는 가장자리 탈구와 달리 보수적인 움직임(원자 확산 없이)을 통해 장애물을 피할 수 있다.따라서 고체 용액 강화와 같은 물질의 항복응력을 높이는 일부 방법은 크로스 슬립으로 인해 나사 이탈의 움직임을 차단하지 않기 때문에 효과가 적다.[5]

높은 변형률(2단계 작업 강화 중)에서 이산 탈구 역학(DD) 시뮬레이션은 교차 미끄러짐이 탈구 생성을 촉진하고 변형률에 의존하는 방식으로 탈구 속도를 증가시켜 흐름 응력 감소 및 작업 강화의 효과를 나타낸다고 제안했다.[6]

크로스 슬립은 나사 이탈의 전멸을 촉진하고 그 다음 나사 이탈을 낮은 에너지 배열로 이동시킴으로써 동적 회복(3단계 작업 강화)에도 중요한 역할을 한다.

참고 항목

참조

  1. ^ Hull, D.; Bacon, D. J. (2011). Introduction to dislocations (5th ed.). Oxford: Butterworth-Heinemann. ISBN 9780080966724. OCLC 706802874.
  2. ^ a b c Cai, Wei; Nix, William D. (2016-09-15). Imperfections in crystalline solids. Cambridge, United Kingdom: Materials Research Society. ISBN 978-1107123137. OCLC 927400734.
  3. ^ Caillard, D.; Martin, J. L. (1989). "Some aspects of cross-slip mechanisms in metals and alloys". Journal de Physique. 50 (18): 2455–2473. CiteSeerX 10.1.1.533.1328. doi:10.1051/jphys:0198900500180245500. ISSN 0302-0738.
  4. ^ Rasmussen, T.; Jacobsen, K. W.; Leffers, T.; Pedersen, O. B.; Srinivasan, S. G.; Jónsson, H. (1997-11-10). "Atomistic Determination of Cross-Slip Pathway and Energetics". Physical Review Letters. 79 (19): 3676–3679. Bibcode:1997PhRvL..79.3676R. doi:10.1103/PhysRevLett.79.3676.
  5. ^ Courtney, Thomas H. (2005). Mechanical Behavior of Materials. Long Grove, Illinois: Waveland Press. ISBN 1259027511. OCLC 929663641.
  6. ^ Wang, Z. Q.; Beyerlein, I. J.; LeSar, R. (2007-09-01). "The importance of cross-slip in high-rate deformation". Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering. 15 (6): 675–690. Bibcode:2007MSMSE..15..675W. doi:10.1088/0965-0393/15/6/006. ISSN 0965-0393.