原位 TEM 实验的数据挖掘：迈向理解纳米尺度断裂
材料科学
2022-10-04 v3
摘要
从纳米传感器到宏观结构，任何工程部件的寿命与性能都深受断裂过程影响。断裂本身是一个高度局域化的事件，起源于裂纹尖端附近单个原子间键断裂的原子尺度。然而，这些过程与位错或晶界等缺陷相互作用，并影响更大长度尺度上的现象，最终产生宏观行为及工程尺度的断裂属性。这种复杂关联正是为何确定裂纹尖端发生的原子结构及能量过程仍是长期未解难题的根本原因。我们开发了一种新的分析方法，将裂纹尖端纳米尺度变形过程的定量原位观测与位错结构的三维重构及先进计算分析相结合，以解决延性金属中的塑性与断裂 initiation。我们的组合方法揭示了位错形核、其相互作用过程及局部内应力状态的细节，这些此前均为实验所无法触及。这使我们能够基于位错层面的局部裂纹驱动力以高保真度描述断裂过程，为更好地理解与控制材料局部失效过程铺平道路。
引用
@article{arxiv.2206.11355,
title = {Data-Mining of In-Situ TEM Experiments: Towards Understanding Nanoscale Fracture},
author = {Dominik Steinberger and Inas Issa and Rachel Strobl and Peter J. Imrich and Daniel Kiener and Stefan Sandfeld},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.11355},
year = {2022}
}