不同取向銅單晶體疲勞位錯(cuò)結(jié)構(gòu)觀察及其熱穩(wěn)定性研究.pdf

1、銅單晶體是面心立方結(jié)構(gòu)晶體的典型代表，研究者們對(duì)不同取向銅單晶體的循環(huán)變形行為和變形后的微觀位錯(cuò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了大量的研究，得到了比較全面的結(jié)果，但對(duì)某些雙滑移取向晶體的微觀位錯(cuò)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)還有待于進(jìn)一步完善，尤其是對(duì)各取向銅單晶形變帶中微觀位錯(cuò)結(jié)構(gòu)的研究尚少見(jiàn)報(bào)道。而且，對(duì)疲勞后銅單晶體位錯(cuò)結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性就更缺乏認(rèn)識(shí)。本文主要利用掃描電鏡電子通道襯度(SEM-ECC)和透射電鏡(TEM)技術(shù)，對(duì)以上三個(gè)方面進(jìn)行了系統(tǒng)的觀察研究，得到了一些有關(guān)

2、疲勞微觀位錯(cuò)結(jié)構(gòu)及其熱穩(wěn)定性的新結(jié)果。
　　[017]臨界雙滑移取向銅單晶體的疲勞微觀位錯(cuò)結(jié)構(gòu)與外加塑性應(yīng)變幅密切相關(guān)。在循環(huán)應(yīng)力—應(yīng)變(CSS)曲線中低于準(zhǔn)平臺(tái)區(qū)的低塑性應(yīng)變幅下形成不規(guī)則迷宮結(jié)構(gòu);在位于準(zhǔn)平臺(tái)區(qū)的應(yīng)變幅下，形成由PSB類樓梯結(jié)構(gòu)和基體迷宮結(jié)構(gòu)組成的獨(dú)特“兩相”結(jié)構(gòu);在高于準(zhǔn)平臺(tái)區(qū)的應(yīng)變幅下，兩類形變帶DBⅠ和DBⅡ分布在整個(gè)試樣表面，DBⅠ主要由規(guī)則的迷宮結(jié)構(gòu)組成，而DBⅡ主要由位錯(cuò)墻結(jié)構(gòu)組成。在DBⅠ和DBⅡ

3、交界區(qū)，微觀結(jié)構(gòu)由位錯(cuò)墻結(jié)構(gòu)和一定數(shù)量的位錯(cuò)胞結(jié)構(gòu)共同組成。TEM的進(jìn)一步觀察發(fā)現(xiàn)，在γpl=3.0×10-3下，在應(yīng)變集中不均勻的區(qū)域位錯(cuò)墻結(jié)構(gòu)逐步轉(zhuǎn)化為拉長(zhǎng)的位錯(cuò)胞結(jié)構(gòu)。對(duì)[(1)12]共軛雙滑移取向銅單晶體而言，在低于平臺(tái)區(qū)的應(yīng)變幅下，已經(jīng)有PSB樓梯結(jié)構(gòu)開(kāi)始萌生。進(jìn)入平臺(tái)區(qū)后，樣品表面有脈絡(luò)結(jié)構(gòu)和沿著主滑移方向發(fā)展的寬窄不一的PSB樓梯結(jié)構(gòu)形成。在平臺(tái)區(qū)的右端和高于平臺(tái)區(qū)的應(yīng)變幅下，形變帶和基體中均布滿位錯(cuò)墻結(jié)構(gòu)。
　　對(duì)

4、[(4)1841]、[017]、[(2)33]、[(2)23]、[(1)12]和[011]不同取向銅單晶體疲勞后的形變帶進(jìn)行觀察發(fā)現(xiàn)，在試樣表面通常形成兩類形變帶:平行于主滑移方向發(fā)展的DBⅠ和與主滑移方向成一定角度發(fā)展的DBⅡ。這兩類形變帶的位錯(cuò)結(jié)構(gòu)與晶體取向的關(guān)系有所區(qū)別，DBⅠ型形變帶的位錯(cuò)結(jié)構(gòu)與晶體取向密切相關(guān)，它可具有不同的位錯(cuò)結(jié)構(gòu)組態(tài)，如:PSB樓梯結(jié)構(gòu)、迷宮結(jié)構(gòu)、位錯(cuò)墻和位錯(cuò)胞等。DBⅡ型形變帶的位錯(cuò)結(jié)構(gòu)似乎與晶體取向關(guān)系

5、不大，它們均主要由位錯(cuò)墻結(jié)構(gòu)組成。形交帶內(nèi)位錯(cuò)墻的方向往往與基體中位錯(cuò)墻的方向成一定角度，表明形變帶與基體之間存在局部的晶體旋轉(zhuǎn)。
　　在不同塑性應(yīng)變幅下對(duì)[(4)1841]、[017]、[(2)33]、[(2)23]不同取向銅晶體進(jìn)行疲勞實(shí)驗(yàn)，然后在不同溫度進(jìn)行退火處理。發(fā)現(xiàn)退火溫度為300℃時(shí)，位錯(cuò)結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯的回復(fù)。在500℃和800℃退火，所有取向晶體都發(fā)生了嚴(yán)重的再結(jié)晶，并且有大量的退火孿晶出現(xiàn)。退火孿晶和再結(jié)晶的形成