Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Mechanical Spectroscopy of Ordered Binary Au-Cu

Tkalcec I., Mari D., Schaller R.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 3A

2093--2096

EN

We have studied a binary Au-Cu single crystal by mechanical spectroscopy. Upon very slow cooling from high temperatures, additional relaxation peaks arise at lower frequencies in isothermal spectra after the disappearing of the Zener peak below 665 K due to ordering. A high transient peak is visible at 660 K and it progressively disappears on cooling until 625 K. Another high peak is clearly visible upon following heating until 660 K. Above that temperature it decreases in parallel with the increase of the Zener peak. If the ordered structure is obtained by slowly heating the sample that has been quenched from the disordered state, no low-frequency peak is visible in the isothermal spectra, only a much lower background, which further decreases in parallel with the reappearance of the Zener peak. The low frequency relaxations are possibly due to the movement of antiphase boundaries and twin interfaces in the ordered structures.

PL

Przy użyciu spektroskopii mechanicznej badano monokryształ Au-Cu. Podczas bardzo powolnego chłodzenia z wysokich temperatur, w skutek uporządkowania pojawiają się dodatkowe piki relaksacyjne przy niższych częstotliwościach w widmach izotermicznych po zniknięciu piku Zenera poniżej 665 K. Wysoki pik przejścia widoczny jest w 660 K i stopniowo znika podczas chłodzenia aż do 625 K. Kolejny wysoki pik jest wyraźnie widoczny podczas ogrzewania do 660 K. Powyżej tej temperatury pik ten zmniejsza się ze wzrostem piku Zenera. Jeśli uporządkowaną strukturę uzyskuje się przez powolne ogrzewanie próbki, która wcześniej została schłodzona w stanie nieuporządkowanym, to żaden pik o niskiej częstotliwości nie jest widoczny w widmie izotermicznym, a tylko obserwuje się o wiele niższe tło, które jeszcze bardziej zmniejsza się aż do ponownego pojawienia się piku Zenera. Relaksacje przy niskiej częstotliwości prawdopodobnie są spowodowane ruchem granic antyfazowych i bliźniaczych w strukturach uporządkowanych.

2

Grain Boundary Relaxation in Bi-Crystals: Mechanical Spectroscopy and Molecular Dynamics Simulations

Maier A.-K., Mari D., Tkalcec I., Schaller R.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 1

377--380

EN

Different Au-Ag-Cu samples have been studied by mechanical spectroscopy. Both polycrystals and bi-crystals show a relaxation peak at 800 K, accompanied by an elastic modulus change. Since this peak is absent in single crystals it is related to the presence of grain boundaries. Molecular dynamics simulations reveal two microscopic mechanisms, when a shear stress is applied onto a Σ5 grain boundary: at 700 K, the boundary migrates perpendicularly to the boundary plane under an external stress. At 1000 K, only sliding at the boundary is observed. These two mechanisms acting in different temperature intervals are used to model the mechanic response of a polycrystal under an applied stress. The models yield expressions for the relaxation strength Δ and for the relaxation time τ as a function of the grain size. A comparison with the mechanical spectroscopy measurements of polycrystals and the bi-crystals show that the grain boundary sliding model reproduces correctly the characteristics of the grain boundary peak.

PL

Różne próbki ze stopów Au-Ag-Cu badano metodą spektroskopii mechanicznej. Zarówno w polikryształach, jak i bikryształach występuje pik relaksacyjny w temperaturze 800 K, któremu towarzyszy zmiana modułu sprężystości. Ponieważ pik ten nie występuje w monokryształach to jego występowanie wiązane jest z obecnością granic ziaren. Symulacje dynamiki molekularnej ujawniają dwa mikroskopowe mechanizmy, gdy naprężenie ścinające jest przyłożone do granicy ziarna Σ5: w temperaturze 700 K, granica przemieszcza się prostopadle do płaszczyzny granicznej pod wpływem zewnętrznego naprężenia. W 1000 K, obserwuje się tylko poślizg po granicy. Te dwa mechanizmy działające w różnych zakresach temperatur są używane do modelowania mechanicznej reakcji polikryształu na przyłożone naprężenie. Modele podają wyrażenie na stopień relaksacji Δ i czas relaksacji τ w funkcji wielkości ziaren. Porównanie z wynikami badań polikryształów i bikryształów uzyskanych metodą spektroskopii mechanicznej pokazuje, że model poślizgu granicy ziarna poprawnie odtwarza charakterystykę piku pochodzącego od granic ziaren.

3

High temperature mechanical spectroscopy of α-SiAlON ceramics with different N/O ratios

Mazaheri M., Mari D., Schaller R., Yanbing C., Shen Z.

Materiały Ceramiczne

|

2010

|

T. 62, nr 3

280-282

EN

High temperature mechanical properties of the silicon nitride based ceramics (such as SiAlON) depend highly on the formation of the grain boundary glassy phase obtained from sintering. In the present study, in order to investigate the effect of grain boundary chemistry and the N/O ratio on the chemical composition of α-SiAlON, the raw powders were hot-pressed for 4h at 2073 K under a pressure of 35 MPa, using two different sintering aids (Y3+ and Yb3+), both with the oxygen rich (Y2O3 and Yb2O3) and the nitrogen rich (YN and YbN) compounds. The mechanical spectroscopy investigations of Y-SiAlON show a relaxation peak related to the glassy phase located on the triple-point junctions at around 1250 K. In the case of Yb-SiAlON, on the contrary, the absence of relaxation peaks stems from the very low content of glassy phase, together with the presence of elongated grains. In addition, the lower height of mechanical loss peaks in nitrogen rich Y-SiAlON samples versus oxygen rich ones is related to the substitution of oxygen by nitrogen in the [SiO4] tetrahedral network that leads to a higher bond density in the glassy phase and high viscosity of the glassy phase at high temperatures.

PL

Wysokotemperaturowe właściwości mechaniczne ceramiki bazującej na azotku krzemu (takiej jak SiAlON) bardzo zależą od właściwości fazy szklistej powstającej w granicach międzyziarnowych podczas spiekania. W prezentowanej pracy, aby zbadać wpływ chemii granicy międzyziarnowej i stosunku N/O na skład chemiczny α-SiAlON’u, surowe proszki prasowano na gorąco w temperaturze 2073 K przez 4 h pod ciśnieniem 35 MPa, wykorzystując dwa różne dodatki ułatwiające spiekanie: Y(3+) i Yb(3+), obydwa w postaci związków albo bogatych w tlen (Y2O3 i Yb2O3), albo bogatych w azot (YN i YbN). Badania Y-SiAlON, wykonane z pomocą spektroskopii mechanicznej, pokazują pik relaksacyjny związany z fazą szklistą umiejscowioną w punktach potrójnych połączenia ziaren w temperaturze około 1250 K. W przypadku Yb-SiAlON’u absencja pików relaksacyjnych wynika z bardzo małej zawartości fazy szklistej razem z obecnością wydłużonych ziaren. Dodatkowo, mniejsza wysokość pików strat mechanicznych w próbkach Y-SiAlON bogatych w azot, w przeciwieństwie do próbek bogatych w tlen, związana jest z podstawieniem tlenu przez azot w sieci tetraedrów [SiO4], co prowadzi do większej gęstości wiązań w fazie szklistej i większej lepkości tej fazy w wysokich temperaturach.