基于分析场离子显微镜的堆叠错位分层成像
材料科学
2024-08-07 v1
摘要
堆叠错位 (SF) 是工程合金变形中起重要作用的结构缺陷。然而，直接在原子尺度上观察堆叠错位具有挑战性。本文采用分析场离子显微镜 (aFIM)，包括基于密度泛函理论的信息估计，用于成像 Ni-2 at.% W 单晶合金中 creep 变形工件中堆叠错位处的局部元素分层。分层原子被清晰成像显示，时间飞行质谱仪允许对其进行识别，确认为 W。我们还首次对轨迹彗仪进行定量分析，偏差约为 0.4 nm，这解释了为何原子针探针显微术无法解析这些分层现象。针对 fcc Ni 中位错位处替代 W 原子的原子分辨模拟表明，实验观察到的分层是由于 W 对堆叠错位中心的能量偏好所致，这与 Re 聚集到部分位错位不同。 solute 分层可阻碋位错运动，增加 Ni 基超合金的强度。然而，用 W 替代 Re 以降低超合金成本的直接做法，需在合金设计中额外考虑，因为这两种溶质与结构缺陷在变形期间的相互作用不可比拟。
引用
@article{arxiv.2408.03167,
title = {Stacking fault segregation imaging with analytical field ion microscopy},
author = {F. F. Morgado and L. T. Stephenson and S. Bhatt and C. Freysoldt and S. Neumeier and S. Katnagallu and A. P. A. Subramanyam and I. Pietka and T. Hammerschmidt and F. Vurpillot and B. Gault},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.03167},
year = {2024}
}