氦注入钨的取向依赖性压痕响应
应用物理
2019-06-10 v2
摘要
对研究离子注入材料中纳米压痕形貌的文献进行回顾，揭示了看似不一致的观察结果，即同时报告了堆积和沉陷。这可能是由于被测样品点的晶向所致，而在评估注入引起的变形响应变化时通常未考虑该因素。在此，我们探讨了纯钨和氦注入钨中球形纳米压痕的取向依赖性，考虑了面外取向为 <001>、<110> 和 <111> 的晶粒。未注入钨中压痕的原子力显微镜（AFM）观察显示几乎没有取向依赖性。然而，在注入材料中，<001> 晶粒观察到的堆积比 <110> 和 <111> 取向更大且更局部化。基于对 <001> 晶粒的观察，我们假设由氦致缺陷引起的大规模初始硬化之后，伴随着局部缺陷消除及随后的应变软化。基于此假设建立的压痕过程晶体塑性有限元模型，准确重现了实验观察到的压痕形貌取向依赖性。结果表明，控制氦致缺陷与滑移位错相互作用的机制与取向无关。相反，堆积形貌的差异源于晶体滑移系、样品表面和球形压头之间的相对取向。这凸显了在使用纳米压痕探测离子注入材料的变形行为时考虑晶向的重要性。
引用
@article{arxiv.1903.09775,
title = {Orientation-dependent indentation response of helium-implanted tungsten},
author = {Suchandrima Das and Hongbing Yu and Edmund Tarleton and Felix Hofmann},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.09775},
year = {2019}
}