On the reversibility of dislocation pile-ups at the micron scale: a µLaue diffraction study

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDiplomarbeit(peer-reviewed)

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Abstract

Mikrobiegeversuche wurden an einkristallinen und bikristallinen Kupfer Biegebalken durchgeführt, um zum weiteren Verständnis der Versetzungsplastizität auf der Mikroskala beizutragen. Die in situ µLaue-Methode wurde verwendet, um die Ursache von nicht ideal elastischem Entlastungsverhalten infolge plastischer Rückverformung während der Entlastung zu untersuchen. Ergänzend wurden in situ Rasterelektronenmikroskopie (REM)-Versuche mit einem Hysitron PicoIndenter durchgeführt, der über eine hohe Kraftauflösung verfügt. Dazu wurden Biegebalken mit drei unterschiedlichen Bedingungen an der neutralen Achse verwendet. Der erste Probentyp war ein einkristalliner Biegebalken, der während der Entlastung plastische Rückverformung aufwies. Die Triebkraft für die Rückverformung ist eine Rückspannung, die durch einen Versetzungsaufstau an der neutralen Achse während der Belastung gebildet wird. Die Rückspannung führt zur Auflösung des Versetzungsaufstaus während der Entlastung und zur plastischen Rückverformung. Die µLaue-Daten bestätigen die Abnahme der Dichte an geometrisch notwendigen Versetzungen während der Entlastung und belegen damit die partielle Auflösung des Versetzungsaufstaus. Der zweite Probentyp war ein bikristalliner Biegebalken, bei dem die Korngrenze entlang der neutralen Achse ausgerichtet war. Im Gegensatz zu den µLaue-Daten zeigten die REM-Versuche eine verstärkte plastische Rückverformung während der Entlastung im Vergleich zum einkristallinen Biegebalken. Dieses Verhalten folgt aus der scharfen Begrenzung des Versetzungsaufstaus durch die Korngrenze, was zu einer größeren Rückspannung und einer stärkeren Auflösung des Versetzungsaufstaus führt. Der dritte Probentyp war ein einkristalliner Biegebalken, bei dem die neutrale Achse entfernt wurde. Während der Belastung konnte der Großteil der Versetzungen an die innere Oberfläche des Biegebalkens gelangen. Somit wurden nur ein kleiner Versetzungsaufstau und eine kleine Rückspannung erzeugt, die zu einem nahezu ideal elastischen Entlastungsverhalten führten.

Details

Titel in ÜbersetzungReversible Versetzungsbewegung in ein- und bikristallinen Kupfer-Mikrobiegebalken: Ein in situ µLaue Experiment
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung14 Dez. 2012
StatusVeröffentlicht - 2012