Textura del níquel nanocristalino: sondeando el límite de tamaño inferior de la actividad de dislocación

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Nanotecnología La nanotecnología es la nanotecnología.
• Mecánica de los Sólidos Mecánica de los Sólidos

Sus antecedentes:

• El tamaño del nanocristal típicamente limita la actividad de dislocación y la deformación plástica.
• Se predice un tamaño de partícula crítico (10-30 nm) para la inactividad de la deformación plástica mediada por la dislocación.
• Estudios anteriores se basaron en simulaciones y microscopía electrónica de transmisión (TEM) para establecer este tamaño crítico.

Objetivo del estudio:

• Para investigar la actividad de dislocación y deformación plástica en el níquel nanocristalino bajo condiciones de alta presión.
• Para determinar si la actividad de dislocación persiste en nanocristales extremadamente pequeños (3 nm) a altas presiones.
• Para examinar el efecto de la presión sobre la textura en el níquel nanocristalino de diferentes tamaños.

Principales métodos:

• Experimentos de deformación a alta presión en muestras de níquel policristalino de diferentes tamaños (500 nm, 20 nm y 3 nm).
• Análisis de la evolución de la textura en función de la presión aplicada y el tamaño del nanocristal.
• Utilizando técnicas capaces de análisis de materiales a alta presión.

Principales resultados:

• Se observó que la actividad de dislocación era operativa en cristales de níquel de 3 nanómetros, contrariamente a las predicciones.
• Se indujo una textura significativa en el níquel de 500 nm a >3,0 GPa y en el níquel de 20 nm a >11,0 GPa.
• Sorprendentemente, la textura también se observó en el níquel de 3 nm cuando se comprime por encima de 18,5 GPa.

Conclusiones:

• Las altas presiones externas pueden extender la actividad de dislocación hasta la escala de longitud de unos pocos nanómetros.
• El tamaño crítico de la partícula para la inactividad de la dislocación puede ser menor de lo estimado previamente, especialmente bajo presión.
• La texturización promovida por presión proporciona evidencia de una actividad de dislocación sostenida en nanocristales ultrapequeños.