基于电子背散射衍射揭示的摩擦诱导晶体旋转运动学
材料科学
2021-12-20 v2
摘要
金属的摩擦加载通过位错介导的塑性变形引起微观结构变化。在持续滑动过程中，剪切与晶格旋转的联合作用导致结晶织构的形成，进而影响滑动界面的摩擦与磨损。为阐明滑动早期阶段该过程涉及的基本晶格旋转运动学，我们使用蓝宝石球在铜双晶上进行了无润滑线性单程滑动实验。在晶界附近磨损轨道的块体表面直接进行的电子背散射衍射（EBSD）显示晶格旋转约达35{\deg}。主要地，摩擦诱导的晶体旋转在运动学上似乎受约束为绕横向（TD）旋转，并发生在两个晶粒中，与载荷（2至8 N）无关。我们证明反转滑动方向（SD）会反转晶体旋转的方向，但不改变大多数已索引EBSD数据旋转的主体性质。较小比例的晶格绕TD旋转更远（约达90{\deg}），并伴随绕+/-SD的叠加晶体旋转。分析表明滑动方向与晶粒取向对晶体旋转如何被调节具有系统性影响。这从几何、各向异性磨损轨道轮廓与滑移迹线方面得到解释。在特定条件下，观察到晶体旋转与孪晶的联合发生。这些对摩擦诱导晶格旋转运动学基本性质的详细见解为针对具有优异摩擦学性能材料的应用研究提供了重要指导。
引用
@article{arxiv.2108.09050,
title = {Tribologically induced crystal rotation kinematics revealed by electron backscatter diffraction},
author = {Christian Haug and Dmitri Molodov and Peter Gumbsch and Christian Greiner},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.09050},
year = {2021}
}