【TEM样品杆应用】HRTEM原位变形研究：纳米孪晶铜的孪晶阶错迁移动力学

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在面心立方结构（FCC）的金属或合金中，孪晶界可有效阻碍位错运动，使得高密度纳米孪晶的金属或合金兼具优异的强度和塑性。对于FCC的铜而言，其生长/退火孪晶通常为矩形，并包含丰富的非共格孪晶界（Incoherent Twin Boundaries，ITBs）。而变形孪晶通常具有纺锤形，其界面为阶梯形共格孪晶界（Serrated Coherent Twin Boundaries, SCTBs），这种阶梯形共格孪晶界由共格孪晶界和孪晶阶错（Twinning Disconnections, TDs）台阶组成。变形孪晶的生长是通过孪晶阶错的运动，而孪晶阶错由一个方向的不全位错组成，通常只具有一个原子层高度。因此，孪晶界面的结构差异导致了FCC金属的生长/退火孪晶和变形孪晶从形貌上的明显差异。大量研究报道了上述孪晶界面的形成机制，但相关界面形成的本质性问题仍需要实验佐证。

      上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室刘悦研究员、曾小勤教授和内布拉斯加大学林肯分校王健教授等人采用原位HRTEM纳米压缩技术，在FCC铜的共格孪晶界上施加特定方向的剪切力，研究了纳米孪晶铜在原位压缩过程中界面迁移的过程。分析了特定剪切力作用下孪晶界面的迁移机制，从界面结构和形成机制上解释生长/退火孪晶和变形孪晶形貌差异的本质原因。研究人员发现：剪切应力作用下诱发的孪晶阶错与生长/退火过程自发产生的ITB结构形成机制不同。在特定方向的剪切力作用下可产生孪晶阶错，孪晶阶错可由于交互行为扩展为两层原子的孪晶阶错，但两层原子的孪晶阶错更可能发生分解而不是继续扩展为ITB结构。相关研究成果以"Migration kinetics of twinning disconnections in nanotwinned Cu: An in situ HRTEM deformation study"为题发表在金属领域权威期刊《Scripta Materialia》上。上交大博士生李全为第一作者，宋健为第二作者，刘悦研究员和曾小勤教授为通讯作者。

原位链接：https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2020.11.006

Fig.1 文章中研究的FCC铜孪晶的微观结构

Fig.2 一层原子孪晶阶错（Twinning Disconnections, TDs）台阶的产生和迁移过程

Fig.3 实验过程

      原位实验中，FCC铜搭载在泽攸科技PicoFemto原位双倾样品杆的载样端，样品对面的三维纳米机械手可以准确对样品施加压力和剪切力。值得一提的是，即使原位加载过程中也可以清晰观察到样品的高分辨视频。

Fig.4 实验中用到的泽攸科技PicoFemto原位双倾样品杆
 

以上就是泽攸科技介绍的纳米孪晶铜的孪晶阶错迁移动力学，想要了解更多直接咨询18817557412(微信同号)

原文：http://www.zeptools.com/case/yuanweidianzixianweijing/2021/0723/1538.html

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