Популярные приложения
Наномеханические испытания
Система электронной микроскопии in situ от ZEPTOOLS позволяет проводить испытания на механическую нагрузку различных наноматериалов и устройств непосредственно в процессе работы, выявляя закономерности механического отклика наноструктур.
Решение
Ещё в мае редакция сообщила о завершении монтажа и приёмки оборудования на базе Технологического университета Квинсленда, а уже в октябре результаты исследований были опубликованы в журнале Nano Letters.
По мере уменьшения размеров и повышения степени интеграции устройств становится крайне необходимым изучение механических свойств железосодержащих металлических материалов на наноуровне и исследование их микроскопических механизмов деформации. В отличие от дислокационного скольжения, двойникование представляет собой типичный способ релаксации деформационной энергии, сопровождающийся перемещениями; в результате этого наблюдаются многочисленные интересные явления, такие как сверхпластичность и псевдоупругость. Механизмы деформационного двойникования в гексагонально‑упакованных (HCP) и гранецентрированных кубических (FCC) металлах изучены весьма подробно, тогда как исследования двойникования в объемно‑центрированных кубических (BCC) металлах остаются сравнительно ограниченными, а некоторые из соответствующих микроскопических механизмов до сих пор остаются неясными.
Металлические материалы, в том числе золото, часто используются в качестве электродов в микро‑/наноэлектромеханических системах (Micro/nano electromechanical systems) и в наноэлектронных устройствах; в условиях эксплуатации, особенно в системах с высокой степенью интеграции, эти материалы могут подвергаться воздействию значительной плотности тока.
Кристаллическое двойникование происходит, когда два отдельных кристалла симметрично делят одну и ту же плоскость решётки — так называемую границу двойника (TB). В предельном случае, когда пять границ двойников оказываются параллельно соединёнными вдоль прямой, ориентированной по их общей оси [110], возникает пятикратное двойникование. В массивных металлических образцах пятикратное двойникование обычно формируется при сильной пластической деформации, связанной с ростом зерен, или в условиях отжига.
В металлах и сплавах с гранецентрированной кубической структурой (ГЦК) двойниковые границы эффективно препятствуют движению дислокаций, благодаря чему металлы и сплавы с высокой плотностью нанодвойников обладают одновременно выдающейся прочностью и пластичностью. Для меди с ГЦК характерны ростовые и отжиговые двойники, обычно имеющие прямоугольную форму и содержащие многочисленные некогерентные двойниковые границы (Incoherent Twin Boundaries, ITBs). В свою очередь, деформационные двойники обычно имеют веретенообразную форму; их границы представляют собой зазубренные когерентные двойниковые границы (Serrated Coherent Twin Boundaries, SCTBs), которые состоят из участков когерентных двойниковых границ и ступеней двойниковых дислокаций (Twinning Disconnections, TDs).
В последнее время команда академика Чжана Цзэ и исследователя Ван Цзянвэя из Центра электронной микроскопии Чжэцзянского университета в сотрудничестве с группой профессора Чжу Тина из Технологического института Джорджии, используя образцовые стержни серии PicoFemto для непрерывного трансмиссионного электронного микроскопа TEM‑STM компании Zeyou Technology, с помощью метода наномеханических испытаний в режиме in situ на основе трансмиссионной электронной микроскопии впервые наблюдала явление зарождения и роста антикристаллитных дефектов в вольфрамовых нанопроволоках диаметром менее 20 нм (металл с объёмно‑центрированной кубической решёткой). Кроме того, на основе молекулярно‑динамических теоретических моделей и расчётов методом функционала плотности была теоретически раскрыта механизмология возникновения антикристаллитного деформирования.