155 research outputs found

    Atomic Scale Structure and Chemical Composition across Order-Disorder Interfaces

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    Through a combination of aberration-corrected high-resolution scanning transmission electron microscopy and three-dimensional atom probe tomography, the true atomic-scale structure and change in chemical composition across the complex order-disorder interface in a metallic alloy has been determined. The study reveals the presence of two interfacial widths, one corresponding to an order-disorder transition, and the other to the compositional transition across the interface, raising fundamental questions regarding the definition of the interfacial width in such systems

    Cast aluminium single crystals cross the threshold from bulk to size-dependent stochastic plasticity

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    Metals are known to exhibit mechanical behaviour at the nanoscale different to bulk samples. This transition typically initiates at the micrometre scale, yet existing techniques to produce micrometre-sized samples often introduce artefacts that can influence deformation mechanisms. Here, we demonstrate the casting of micrometre-scale aluminium single-crystal wires by infiltration of a salt mould. Samples have millimetre lengths, smooth surfaces, a range of crystallographic orientations, and a diameter D as small as 6 μm. The wires deform in bursts, at a stress that increases with decreasing D. Bursts greater than 200 nm account for roughly 50% of wire deformation and have exponentially distributed intensities. Dislocation dynamics simulations show that single-arm sources that produce large displacement bursts halted by stochastic cross-slip and lock formation explain microcast wire behaviour. This microcasting technique may be extended to several other metals or alloys and offers the possibility of exploring mechanical behaviour spanning the micrometre scale

    Dislocation structures and anomalous flow in L12_2 compounds

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    The theory of the anomalous flow behavior of LI2_2 compounds has developed over the last 30 years. This theory has a foundation in the early estimates of the crystallographic anisotropy of antiphase boundary (APB) energy in these compounds. In spite of this critical aspect of the theory, it is only in the last five years that electron microscopy has been employed to quantify the APB energies and to determine the detailed nature of dislocation structures at each stage of deformation. The recent studies of several research groups have provided essentially consistent new details about the nature of dislocations in Ni3_3AI and a few other LI2_2 compounds which exhibit anomalous flow behavior. These studies have introduced several new concepts for the controlling dislocation mechanisms. Additionally, these studies have shown that in Ni3_3AI, the APB energies have only small variations in magnitude with change of the APB plane (they are nearly isotropic), are relatively insensitive to changes in solute content, and the anisotropy ratio does not correlate with alloy strength. The present manuscript provides a critical review of the new transmission electron microscopy (TEM) results along with the new concepts for the mechanism of anomalous flow. Inconsistencies and deficiencies within these new concepts are identified and discussed. The collective set of electron-microscopy results is discussed within the context of both the mechanical behavior of LI2_2 compounds and the Greenberg and Paidar, Pope and Vitek (PPV) models for anomalous flow. Conceptual consistency with these models can only be constructed if the Kear-Wilsdorf (K-W) configurations are treated as an irreversible work hardening or relaxation artifact and, specific details of these two models cannot be shown by electron microscopy. Alternatively, the structural features recently revealed by electron microscopy have not been assembled into a self-consistent model for yielding which fully addresses the mechanical behavior phenomenology.La théorie permettant de rendre compte de l'anomalie d'écoulement plastique dans les composés de structure LI2_2 a été développée depuis trente ans. Celle-ci est fondée sur les premières estimations de l'anisotropie de l'énergie de paroi d'antiphase en fonction du plan cristallographique de défaut. Cependant, malgré cet aspect essentiel de la théorie, c'est seulement durant ces cinq dernières années que les techniques de microscopie électronique ont été employées pour déterminer l'énergie de paroi d'antiphase, les configurations de dislocations et leur structure de coeur pour chaque condition de déformation. Les études récentes de plusieurs équipes ont apporté des résultats reproductibles ou complémentaires sur la nature des dislocations dans Ni3_3AI et quelques autres composés de structure LI2_2 qui possèdent également une anomalie de limite élastique. Ces études ont permis de concevoir plusieurs mécanismes régissant les mouvements des dislocations et pouvant être responsables de l'anomalie de limite élastique. En outre, elles ont montré que, dans Ni3_3AI, l'énergie de paroi varie très peu avec le plan de l'antiphase (elle est pratiquement isotrope), qu'elle est très peu sensible à la quantité de solutés et que le rapport d'anisotropie n'est pas en relation avec la résistance de l'alliage. Une revue critique de ces nouveaux résultats de microscopie électronique et des concepts qui en ont été déduits est présentée dans ce manuscrit. Les incohérences et les déficiences des nouveaux modèles sont identifiés et discutés. L'ensemble des résultats de microscopie électronique est comparé aux deux modèles de Greenberg et de Paidar, Pope et Vitek. Une bonne corrélation entre les observations expérimentales et ces modèles ne peut seulement être construite que si l'on considère que les configurations de Kear-Wilsdorf (K-W) sont des effets de durcissement ou des artefacts de relaxation. Les détails spécifiques à ces modèles seraient alors expérimentalement inaccessibles par les techniques de microscopie électronique. D'un autre côté, les objets récemment identifiés en microscopie électronique n'ont pas reçu de description dans un modèle de déformation qui explique de façon satisfaisante l'ensemble du comportement mécanique
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