利用SEM-ECC技術(shù)對不同取向銅單晶體疲勞位錯(cuò)結(jié)構(gòu)的研究.pdf

1、不同取向銅單晶體的循環(huán)形變行為和循環(huán)形變過程中形成的疲勞位錯(cuò)結(jié)構(gòu)多年以來就是眾多研究者所關(guān)注的課題。目前，人們雖然對不同取向銅單晶體宏觀循環(huán)形變行為的研究比較全面，但對雙滑移和多滑移取向銅單晶體的微觀位錯(cuò)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。本文在標(biāo)準(zhǔn)取向三角形不同邊上選取了具有一定代表性的[-223]共軛雙滑移取向和[-233]共面雙滑移取向，還有具有最大Schmid因子(Ω)的[-41841]單滑移取向以及[-111]多滑移取向銅單晶體作為研究對象

2、，利用掃描電鏡電子通道襯度(SEM-ECC)技術(shù)對其進(jìn)行微觀觀察，得到了一些有關(guān)微觀結(jié)構(gòu)的新結(jié)果。
　　 通過對[-41841]晶體表面疲勞位錯(cuò)結(jié)構(gòu)的觀察發(fā)現(xiàn)，隨著應(yīng)變幅的增大，[-41841]晶體中觀察到的PSBs呈現(xiàn)不同的位錯(cuò)組態(tài)，即依次為典型樓梯結(jié)構(gòu)、由一些單PSB組成內(nèi)含位錯(cuò)胞的粗滑移帶以及向迷宮結(jié)構(gòu)和胞結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變中的窄PSB。然而，位錯(cuò)胞在γpl=3.3×10-4和γpl=1.3×10-3如此低的應(yīng)變幅下出現(xiàn)于PSBs中

3、又表明，在單滑移銅單晶體中，胞結(jié)構(gòu)并非只在高應(yīng)變幅下的循環(huán)變形中產(chǎn)生，它還會(huì)出現(xiàn)在較低的應(yīng)變幅下。
　　 [-223]和[-233]晶體中的觀察結(jié)果表明，[-223]晶體表面出現(xiàn)的PSB是由一些沿主滑移面排列的不規(guī)則或較規(guī)則的位錯(cuò)胞組成的，而在應(yīng)變幅γpl=6.2×10-4下[-233]晶體表面出現(xiàn)了由不規(guī)則位錯(cuò)胞排列成的PSB。實(shí)際上，[-233]晶體在塑性應(yīng)變幅較低(1.3×10-4和3.4×10-4)時(shí)，就有一些伸長的胞結(jié)

4、構(gòu)從大量的脈絡(luò)結(jié)構(gòu)中開始轉(zhuǎn)變。另外，[-223]晶體中形變帶(DBs)的位錯(cuò)結(jié)構(gòu)由一些不規(guī)則的墻結(jié)構(gòu)和胞結(jié)構(gòu)組成，而[-233]晶體中DBs的位錯(cuò)結(jié)構(gòu)為類墻結(jié)構(gòu)、位錯(cuò)墻、伸長的胞結(jié)構(gòu)和致密的位錯(cuò)胞等幾種微觀形態(tài)。也就是說這兩種雙滑移取向晶體中形成的DBs呈現(xiàn)出不同的位錯(cuò)組態(tài)。對于[-111]晶體，需要指出的是該晶體在低塑性應(yīng)變幅γpl=8.8×10-5下出現(xiàn)了飽和現(xiàn)象，其飽和位錯(cuò)結(jié)構(gòu)為類迷宮狀的脈絡(luò)結(jié)構(gòu)。而在較高應(yīng)變幅γpl=4.0×1

5、0-4下，該晶體雖然沒有表現(xiàn)出飽和狀態(tài)，但觀察到此時(shí)的微觀結(jié)構(gòu)主要為位錯(cuò)墻和具有取向差的位錯(cuò)胞兩種位錯(cuò)組態(tài)。有意思的是，這些具有一定取向差的位錯(cuò)胞不但沿主滑移面(111)排列成一種特殊的PSB，而且在PSB胞聚集成的整體結(jié)構(gòu)中，出現(xiàn)了一個(gè)由具有高度取向差的位錯(cuò)胞組成的非常特別的區(qū)域，這些位錯(cuò)胞與再結(jié)晶的特點(diǎn)相似。
　　 以上SEM-ECC觀察結(jié)果加深了對PSBs和DBs微觀結(jié)構(gòu)特征的認(rèn)識(shí)，PSB中的位錯(cuò)結(jié)構(gòu)隨晶體取向和所施加的塑