مواد و ساخت پیشرفته

در تازه ­ترین تحقیقات، نشان داده شده است در آلیاژ یوتکیتیک Au-Sn، با تجزیه شبه اسپینودال، ماده کرنش سوپرپلاستیک بسیار بالایی را تجربه می­کند.

در فلزات پلی­کریستالی با دانه­ های ریز، احتمال زیادی وجود دارد که از طریق لغزش مرزهای دانه (GBS)، انعطاف ­پذیری بالایی ایجاد شود. با این حال، مکانیسم تثبیت دانه‌های ریز و آزاد کردن ناسازگاری‌های کرنشی مرز دانه ­ای برای حفظ GBS، محققان را برای چندین دهه متحیر کرده است.

در یک کار مطالعاتی جدید، نشان داده شده است در آلیاژ یوتکیتیک Au-Sn، با تجزیه شبه اسپینودال، ماده کرنش سوپرپلاستیک بسیار بالایی را تجربه می­کند. در این مثال کلاسیک از آلیاژ یوتکتیک Au-Sn (ζ-Au5Sn + δ-AuSn) با دانه­ های هم محور به اندازه میکرومتر نشان داده شده است که آلیاژ مورد نظر 2430 درصد کرنش کششی را در دمای  K 473 بدست می­ آورد. خصوصیات در مقیاس نانو، به طور غیرمنتظره، وقوع جهانی تجزیه شبه اسپینودال را در یکی از فازهای یوتکتیک (فاز δ-AuSn) در آلیاژ Au-Sn را نشان می­دهد. وقوع تجزیه شبه اسپینودال از نظر انرژی مطلوب است. بنابراین، انرژی آزاد سیستم با تجزیه شبه اسپینودال نسبت به رشد دانه به حداقل می­رسد. بنابراین دانه­ های به اندازه میکرومتر در دماهای نسبتاً بالا برای حفظ GBS نگهداری شده­اند. علاوه بر این، نقص ­های انباشتگی (SFs)در زیرساخت‌های تجزیه شده شبه اسپینودال در طول تغییر شکل ایجاد شدند. نقص­ های انباشتگی، ناسازگاری‌های کرنش را در طول GBS هماهنگ می‌کنند و به جریان پلاستیک در طول فوق‌پلاستیسیته کمک می‌کنند. در آلیاژ Au-Sn مورد آزمایش، تجزیه شبه اسپینودال دلیل اصلی تثبیت دانه‌های ریز است که در نهایت منجر به سوپرپلاستیسیته فوق‌العاده می‌شود.

این مطالعه درک اساسی ما را از رابطه بین تجزیه شبه اسپینودال و عملکرد مکانیکی غنی می­کند. همچنین بینش جدیدی در مورد طراحی فلزات پلی­کریستالی برای دستیابی به خواص فوق پلاستیک ارائه می­دهد.

منبع:

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1359645422001537