Deslizamiento anómalo en metales cúbicos centrados en el cuerpo

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Mecánica de los sólidos
• La cristalografía

Sus antecedentes:

• La plasticidad y la fuerza del cristal dependen del movimiento de la dislocación y las interacciones.
• Los metales cúbicos centrados en el cuerpo (BCC) exhiben una plasticidad compleja, con deslizamiento en sistemas que no tienen una tensión de corte máxima resuelta, especialmente a bajas temperaturas.
• Este fenómeno, conocido como deslizamiento anómalo, se desvía de los patrones típicos de deformación cristalográfica.

Objetivo del estudio:

• Investigar los mecanismos subyacentes responsables del deslizamiento anómalo en los metales BCC.
• Aclarar el papel de las interacciones de dislocación y la formación de uniones en el control de la deformación plástica.
• Para conciliar las observaciones experimentales con las predicciones teóricas sobre el comportamiento de la dislocación.

Principales métodos:

• Pruebas de tracción in situ con un microscopio electrónico de transmisión (TEM) para observar la dinámica de la dislocación.
• Simulaciones atómicas para modelar las interacciones de dislocación y la estabilidad de las uniones.
• Análisis de las velocidades de deslizamiento de la dislocación y de la formación de uniones bajo tensión.

Principales resultados:

• El deslizamiento anómalo en los metales BCC se atribuye a la alta movilidad de las uniones múltiples (uniones de > 2 dislocaciones).
• Estas múltiples uniones se deslizan a velocidades significativamente superiores a las de las dislocaciones individuales.
• Las condiciones dinámicas permiten la formación de uniones binarias, que se predice que son inestables en metales BCC elásticamente anisotrópicos como el tungsteno.

Conclusiones:

• La alta movilidad de las uniones múltiples formadas dinámicamente es la causa principal del deslizamiento anómalo en los metales BCC.
• Los resultados experimentales y de simulación confirman la existencia y la importancia de estas uniones móviles.
• Este hallazgo explica la ocurrencia generalizada de deslizamiento anómalo en varios metales BCC, incluido el tungsteno.