PL220787B1 - Sposób bezpośredniego ustalania kierunków poślizgu plastycznego odkształcenia kwazikryształów przy użyciu topografii rentgenowskiej - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób bezpośredniego ustalania kierunków poślizgu plastycznego odkształcenia kwazikryształów, indukowanego poprzez jednoosiowe rozciąganie w monokwazikryształach zwłaszcza stopu Al-Cu-Co, przy wykorzystaniu topografii rentgenowskiej.

Materiały kwazikrystaliczne, w związku z szeregiem ich niezwykłych właściwości są coraz szerzej wykorzystywane jako materiały konstrukcyjne. Kwazikryształy będąc związkiem międzymetalicznym mają pojemność cieplną i przewodnictwo cieplne porównywalne z ceramikami, a ich dynamiczny współczynnik tarcia jest porównywalny z teflonem. Ich słabą stroną jest fakt, że w temperaturze otoczenia są kruche, jednakże przy zwiększeniu temperatury powyżej krytycznej, wynoszącej 600°C do 700°C przechodzą one w stan plastyczny umożliwiający kształtowanie z nich wyrobów.

W procesach technologicznych opartych na odkształcaniu plastycznym materiału wiedza o jego systemach poślizgu jest wiedzą podstawową. Najczęściej systemy te są określane przy pomocy metod transmisyjnej mikroskopii elektronowej, które wykorzystują niszczące techniki przygotowania próbek. W przypadku zastosowania monokryształów lub monokwazikryształów wykorzystuje się również metody metalograficzne, które są oparte na obserwacji linii poślizgu [K. Edagawa, S. Ohta, S. Takeuchi, E. Kabutoya, J. Q. Guo, A. P. Tsai, Materials Science and Engineering, vol. 294-296 (2000) 784], co umożliwia bezpośrednie określenie płaszczyzn poślizgu. Natomiast bezpośrednie określenie tą metodą kierunków poślizgu jest bardzo trudne, a niekiedy wręcz niemożliwe. Do określenia tą drogą kierunków poślizgu niezbędne są dodatkowe założenia teoretyczne.

Zagadnieniem technicznym wymagającym rozwiązania jest opracowanie bezpośredniego sposobu ustalania kierunków poślizgu plastycznego odkształcenia kwazikryształów indukowanego poprzez jednoosiowe rozciąganie w monokwazikryształach, przy wykorzystaniu topografii rentgenowskiej.

Sposób bezpośredniego ustalania kierunków poślizgu plastycznego odkształcenia kwazikryształów przy użyciu topografii rentgenowskiej, zgodnie z niniejszym wynalazkiem polega w swej istocie na tym, że w pierwszym etapie przeprowadza się metodą Lauego orientowanie monokwazikryształu, czyli określenie ułożenia płaszczyzn i kierunków krystalicznych względem osi rozciągania, w drugim etapie poddaje się monokwazikryształ jednokierunkowemu rozciąganiu do momentu występowania na jego powierzchni pierwszych linii poślizgu. Następnie w trzecim etapie otrzymuje się topogram rentgenowski z badanej powierzchni monokwazikryształu, na którym są widoczne pasma kontrastu wyciągniętych w kierunkach wskazujących rzut na płaszczyznę topogramu kierunków poślizgu plastycznego odkształcenia, po czym w czwartym etapie określa się, któremu z kierunków krystalicznych odpowiadają pasma na topogramie rentgenowskim.

W drugim etapie odkształcenie dla monokwazikryształów powinno wynosić od 0.1 do 0.5%, korzystnie 0.23%. Odkształcenia mniejsze od 0.1% nie powodują powstawania pasm na topog rafie , a większe od 0.5% - powodują dyfuzyjne rozproszenie kontrastu na topografie, uniemożliwiające wyodrębnienie kierunków jego pasm.

Korzystnie, monokwazikryształ powinien zawierać lokalne obszary zdefektowania, które powodują niejednorodne odkształcenie rozpoczynające się właśnie w tych obszarach, gdyż plastyczność monokwazikryształów jest podwyższona w obszarach zwiększonej liczby defektów.

Sposób uzyskiwania płytkowych monokwazikryształów wykorzystywanych w niniejszym wynalazku znany jest między innymi z polskiego zgłoszenia patentowego P-382618, natomiast sposób przygotowania z takich monokwazikryształów, próbek do rozciągania znany jest również z polskiego zgłoszenia patentowego P-384333.

Sposób według wynalazku zostanie bliżej objaśniony w oparciu o rysunek, na którym fig. 1 przedstawia w rzucie aksonometrycznym kształt przygotowanej do rozciągania próbki monokwazikrystalicznej z przewężeniem P o grubości a oraz otworami do bolców urządzenia rozciągającego wykonanymi w obszarach o większej grubości b oraz z oznaczeniem ortogonalnych osi X, Y i Z, z których dwie pierwsze należą do górnej powierzchni przewężenia, a ostatnia jest do niej prostopadła, fig. 2 przedstawia schematyczny przykład ułożenia płaszczyzn i kierunków poślizgu w monokwazikrysztale poddanym jednoosiowemu rozciąganiu, przy czym kierunek R [00001] jest normalny do płaszczyzny typu 00001) - abcd, ogh jest płaszczyzną (01100), og jest kierunkiem typu [01100], rzut na płaszczyznę przewężenia XY kierunku [01100] reprezentuje odcinek jeg, a kierunku [00001] - odcinek ef., fig. 3 przedstawia przykładowy topogram rentgenowski otrzymany z powierzchni przewężenia P próbki

PL 220 787 B1 nieodkształconej, a fig. 4 - topogram rentgenowski przewężenia P monokwazikryształu poddanego rozciągnięciu o 0.2%.

Poniższy przykład opisuje sposób bezpośredniego ustalania kierunków poślizgu plastycznego odkształcenia kwazikryształów stopu Al-Cu-Co, który polega na tym, że w pierwszym etapie przeprowadza się metodą Lauego orientowanie otrzymanego wcześniej sposobem znanym ze zgłoszenia patentowego P-382618 monokwazikryształu, czyli określenie ułożenia płaszczyzn i kierunków krystalicznych względem osi rozciągania, w drugim etapie poddaje się monokwazikryształ jednokierunkowemu rozciąganiu do momentu występowania na jego powierzchni pierwszych linii poślizgu, przy czym odkształcenie monokwazikryształu wynosi 0.23%. Następnie w trzecim etapie otrzymuje się topogram rentgenowski z badanej powierzchni monokwazikryształu, na którym są widoczne pasma kontrastu wyciągnięte w kierunkach wskazujących rzut na płaszczyznę topogramu kierunków poślizgu plastycznego odkształcenia, po czym w czwartym etapie określa się, któremu z kierunków krystalicznych odpowiadają pasma na topogramie rentgenowskim.

Taki sposób pozwala bezpośrednio określić kierunki plastycznego odkształcenia kwazikryształów stopów Al-Cu-Co poddanych jednoosiowemu rozciąganiu.

Porównując ułożenie rzutów kierunków krystalicznych [00001] i [01100] na płaszczyznę XY z ułożeniem pasem Rxy i Dxy na topogramie rentgenowskim odkształconej próbki można stwierdzić, że są one równoległe do odcinków ef i jg, czyli równoległe do rzutu na powierzchnie przewężenia kierunku [00001] i [01100]. W ten sposób określa się kierunki plastycznego odkształcenia monokwazikryształów stopów Al-Cu-Co poddanych jednoosiowemu rozciąganiu.

Claims (3)

1. Sposób bezpośredniego ustalania kierunków poślizgu plastycznego odkształcenia kwazikryształów przy użyciu topografii rentgenowskiej, znamienny tym, że w pierwszym etapie przeprowadza się metodą Lauego orientowanie monokwazikryształu, w drugim etapie poddaje się monokwazikryształ jednokierunkowemu rozciąganiu do momentu występowania na jego powierzchni pierwszych linii poślizgu, następnie w trzecim etapie otrzymuje się topogram rentgenowski z badanej powierzchni monokwazikryształu, na którym są widoczne pasma kontrastu wyciągniętych w kierunkach wskazujących rzut na płaszczyznę topogramu kierunków poślizgu plastycznego odkształcenia, po czym w czwartym etapie określa się, któremu z kierunków krystalicznych odpowiadają pasma na topogramie rentgenowskim.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w drugim etapie odkształcenie dla monokwazikryształów wynosi od 0.1 do 0.5%, korzystnie 23%.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że monokwazikryształ zawiera lokalne obszary zdefektowania.