La microscopía 3D en la nanoescala revela rotaciones inesperadas de la red en el níquel deformado

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Nanotecnología
• Ingeniería mecánica

Sus antecedentes:

• La deformación plástica en metales policristalinos involucra rotaciones de celosía impulsadas por el deslizamiento de dislocación.
• Los métodos anteriores para rastrear las rotaciones de la celosía 3D se limitaban a granos a escala micrométrica.
• La comprensión de los mecanismos de deformación en los metales nanoestructurados es crucial para el diseño de materiales avanzados.

Objetivo del estudio:

• Para investigar y rastrear las rotaciones de la celosía 3D en granos individuales de níquel nanoestructurado.
• Para analizar los mecanismos de deformación que se producen durante las pruebas nanomecánicas in situ.
• Para aclarar el papel del tamaño del grano en el comportamiento de rotación de la celosía bajo tensión.

Principales métodos:

• Se utilizó el mapeo de orientación tridimensional mediante microscopía electrónica de transmisión (3D-OMTEM).
• Pruebas nanomecánicas realizadas in situ en muestras de níquel nanoestructuradas.
• Comparación de las orientaciones de los granos antes y después de la carga y descarga mecánica.

Principales resultados:

• Se observaron rotaciones de celosía significativas e inesperadas en granos más grandes de níquel nanoestructurado.
• Se identificó un fenómeno de rotación reversible durante la fase de descarga.
• Se atribuyen rotaciones reversibles a un mecanismo de deslizamiento de dislocación impulsado por el estrés posterior, más pronunciado en granos más grandes.

Conclusiones:

• El estudio revela un mecanismo de deformación fundamental en los metales nanoestructurados que incluye rotaciones de celosía reversibles.
• El deslizamiento por dislocación por esfuerzo posterior es un factor clave que influye en la respuesta mecánica de los granos más grandes.
• Los hallazgos proporcionan información crítica para el desarrollo de estrategias en el diseño de materiales nanoestructurados y aplicaciones de ingeniería.