Plasticity at the Micron Scale: A µLaue Study

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

Organisationseinheiten

Abstract

Die Fließgrenze von einkristallinen Metallen unter uniaxialer, monotoner Beanspruchung ist größenabhangig. Ein Faktum welches weder erwartet noch vollstandig verstanden ist, aber ebenso durch dutzende Versuche innerhalb des letzten Jahrzehnts bestatigt wurde. Plastische Verformung in diesen Dimensionen wird - so wie im makroskopischen Bereich - durch die Bewegung von Gitterdefekten, sogenannten Versetzungen, ermöglicht. Es ist daher naheliegend, dass das Verhalten von Versetzungen größenabhangig ist und zu einem Wechsel von kontinuierlicher zu stochastischer Verformung mit abnehmender Probengröße führt. Aus diesem Grund ist es auch unausweichlich, Versetzungen während der plastischen Verformung in situ zu beobachten. Dies kann einerseits - im Falle einzelner Versetzungen - durch ein Transmissions Elektronen Mikroskop (TEM) geschehen, andererseits kann das kollektive Verhalten von Versetzungen mit Hilfe von µLaue- Diffraktion studiert werden. Ziel dieser Arbeit ist, mit Hilfe von µLaue-Diffraktion zum Verstandnis der Plastizitat in kleinen Dimensionen beizutragen. Die Arbeit teilt sich in drei Abschnitte: (i) Post mortem Untersuchung von Zugproben die in situ in einem Rasterelektronenmikroskops (REM) getestet wurden. (ii) Entwicklung einer Zugapperatur die in situ µLaue Experimente an Mikrometer kleinen Proben ermöglicht und (iii) die Durchführung von in situ Zug- und Druckversuche an wenige Mikrometer kleinen, einkristallinen Proben während µLaue Diffraktion. Die Ergebnisse zeigen (i) die unerwartete Aktivierung eines Gleitsystems mit niedrigem Schmid-Faktor. Weiters ermöglichen die ex situ Experimente die Erstellung schematischer Abgleit-Mechanismen Karten. (ii) Eine Testapperatur, welche Mikrometer kleine Proben in situ ziehen, drücken, biegen und ermüden kann. Die dabei erreichte Auflösung ist ungefahr 10µN beziehungsweise 1nm. (iii) Zugversuche an circa 6µm großen Proben die einerseits erwartetes, makroskopisches Verhalten, andererseits aber unerwartets Verhalten zeigen. Schlussendlich zeigen in situ Druckversuche den Einfluß von instrumentellen Randbedingungen und Fehlern bei der Versuchsdurchführung auf die Versetzungsstruktur miniaturisierter Proben.

Details

Titel in ÜbersetzungPlastische Verformung in kleinen Dimensionen - Eine µLaue Studie
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
StatusVeröffentlicht - 2011