• Eesti Füüsika Selts
    • Eesti Füüsika Selts
    • Eesti füüsikapäevad ja füüsikaõpetajate päevad
      • 2017.a. füüsikapäevad
      • 2016.a. füüsikapäevad
      • 2015. a. füüsikapäevad
      • 2003.a. füüsikaõpetajate päev
    • EFS Täppisteaduste Suve- ja Sügiskoolid
      • 2017.a. sügiskool
      • 2016.a. sügiskool
      • 2015.a. sügiskool
      • 2014.a. sügiskool
      • 2013.a. suvekool
      • 2013.a. sügiskool
      • 2012.a. suvekool
      • 2012.a. sügiskool
      • 2011. a. suvekool
      • 2010. a. suvekool
      • 2010.a. sügiskool
      • 2009.a. sügiskool
      • 2008.a. suvekool
      • 2008.a. sügiskool
      • 2007. a. suvekool
      • 2007.a. sügiskool
      • 2006.a. suvekool
      • 2005.a. suvekool
      • 2005.a. sügiskool
      • 2004.a. suvekool
      • 2004.a. sügiskool
    • Füüsika õpetajate sügisseminarid Voorel
      • Voore 2017
      • Voore 2015
      • Voore 2011
      • Voore 2009
    • EFS aastaraamatud
    • Teadusbuss
    • Teaduslaagrid
    • FKB õpikojad
    • Akadeemiline füüsikaolümpiaad
    • Tähe perepäevad TÄPE

FYYSIKA.EE

Elu, loodus, teadus ja tehnoloogia

  • Arvamus ja Inimesed
    • Arvamus
    • Persoon
  • Eestist endast
    • Teated
  • Teadusuudised
    • Eesti teadusuudised
      • Tartu Ülikool
      • KBFI
      • Tallinna Tehnikaülikool
      • Tõravere Observatoorium
    • FYYSIKA.EE hoiab silma peal – Teemad
    • Referaadinurgake
    • Päevapilt
  • RSS teletaip
    • RSS Füüsikaharidus
    • RSS Kosmos
    • RSS Teadus
    • RSS Arvamus
    • RSS Tehnoloogia
  • Füüsika koolis
    • Füüsikaõpetajate võrgustik
    • TÜ koolifüüsika keskus
    • EFS füüsikaõpetajate osakond
    • Eesti füüsikaolümpiaadid
    • Videod ja simulatsioonid
    • Füüsika e-õpikud
    • Lahedad projektid
  • Kontakt

Täiustades defekti

23.05.2012 by Anu Mets Leave a Comment

Tugevatel metallidel on kombeks olla vähem painduvad – kui just selleks metalliks pole vase eriskummaline vorm, mida teatakse nano-kaksikkristall vasena. Selle metalli kristallilises struktuuris esineb mitmeid teineteisele lähedal asetsevaid katkestusi muidu korrastatus aatomvõres. Ehkki neid nimetatakse defektideks, tõstavad katkestused metalli tugevust ilma selle painduvust vähendamata. See omadus muudab metalliahvatlevaks mitmete rakenduste tarbeks, näiteks pooljuhtseadmete ja õhukeste kilede valmistamisel. Sellegipoolest jääb nende defektide omaduste ja defekte sisaldavate metallide omaduste vaheline suhe ebaselgeks.

Hiljuti viis Zhaoxuan Wu koos kolleegidega A*STAR’i kõrge sooritusvõimega arvutustehnika instituudist läbi suureskaalalise numbrilise simulatsiooni, mis annab teavet eelmainitud suhte kohta. Simulatsioon oli suunatud teadlaste varasemate, selgituseta katselistele andmete selgitamisele, kirjutab Phys.org.

Simulatsioon polükristallilisest nano-kaksik vasest ja selle defektidest tõmbekoormusel. Pilt: 2011 Elsevier

2009. aastal vaatlesid uurijad, et nano-kaksikkristall vase tugevus ulatus maksimumini siis, kui kristallis esinevate defektide suurus oli umbes 15 nanomeetrit. Kui neid defekte suurendati või vähendati, vähenes vase tugevus. See nähtus oli vastuolus klassikalise mudeliga, mis ennustas, et metalli tugevus suureneks järk-järgult defekti suuruse vähendamisel.

Wu ja tema kaastöötajate uurimustöö oli suunatud selle vastuolu lahendamisele. Teadlased kasutasid väga suureskaalalist molekulaardünaamika simulatsiooni selleks, et välja arvutada rohkem kui 60st miljonist aatomist koosneva nano-kaksikkristall vase deformeerumise seaduspärasused surve all. Uurijad vaatlesid, et seda deformatsiooni hõlbustas kolme liikuva dislokatsioonitüübi esinemine metalli kristallstruktuuris. Olulise avastusena märkisid teadlased, et neist kolmest dislokatsiooni tüübist üks, niinimetatud 60° dislokatsioon, toimis defektidega vastastikku viisil, mis sõltus defektide suurusest.

60° dislokatsioonid olid võimelised järjepidevalt läbima väikeseid defekte, luues mitmeid uusi, üliliikuvaid defekte, mis muutis vase pehmemaks. Teisest küljest, kui 60° dislokatsioonid toimisid vastastikku suurte defektidega, moodustus kolmemõõtmeline defektidevõrgustik. See tõkestas järgnevat dislokatsiooni liikumist, muutes vase tugevamaks. Simulatsioon ennustas, et neid kaht käitumisrežiimi eristava defekti kriitiline suurus oli 13 nanomeetrit, mis on väga lähedane katseliselt mõõdetud suurusele väärtusega15 nanomeetrit.

Teadustöö tulemused näitasid, et nano-struktureeritud ainete, nagu näiteks nano-kaksikkristall vase puhul esineb mitmeid moonutusmehhanisme. Nende kõigi mõistmine võimaldab teadlastel häälestada ainete omadusi. „Näiteks võiksime me tekitada dislokatsioonitõkkeid, et peatada nende liikumist, või muuta defektide liiteenergiat selleks, et muuta nende moondumise viisi,“ sõnas Wu. Ta lisas, et tema juhitud uurimustöö meeskond võtab järgmisena defektide mitmekesisust arvesse ühe aine piires.

Allikas

Teadusartikkel: „Deformation mechanisms, length scales and optimizing the mechanical properties of nanotwinned metals“

Teised selle mõtteraja postitused

  1. Kloori tootmine oluliselt väiksema energiakuluga
  2. Molübdeenist ja grafeenist välkmälu
  3. Hüdrogeel-elektroonika debüüt
  4. Tõeliselt plastsed polümeerid muudavad käsu peale tekstuuri
  5. Teadlased valmistasid madalaima energiaga vahtstruktuuri
  6. Efektiivsemad fotoelemendid tänu kvanttäppidele
  7. GaN nanojuhtmeid ootab helge tulevik
  8. Tehiskoe kasvatamise uued meetodid
  9. Teadlased avastasid grafeenisarnase materjali
  10. Valmistati heli ühes suunas läbi laskev süsteem – akustiline diood

Filed Under: Teadusuudised Tagged With: Materjalimaailm

Leave a Reply Cancel reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

FYYSIKA.EE hoiab silma peal

biofüüsika Elementaarosakesed ja LHC eksperiment Grafeen&Grafaan Inimene kosmos maa IPhO2012 Kauged planeedid Kliima‑ ja ilmaennustused Kuidas saada nähtamatuks Kvantarvutid kvantnähtused Kütuseelemendid Maavälise elu otsingud Magnetmaterjalid Materjalimaailm nanotehnoloogia Saagu valgus Tehnovidinad Tulevikuenergia Tumeenergia ja tumeaine Tuumafüüsika Vaata sissepoole ülijuhid

Värskemad kommentaarid

  • weat5her { Vastavalt voistluse tulemustele arvatakse juulis Sveitsis toimuva rahvusvahelise fuusikaolumpiaadi Eesti voistkonna liikmeteks Kristjan Kongas, Taavet Kalda, Kaarel Hanni, Jonatan Kalmus ja Richard Luhtaru. }
  • lambda { Huvitav ja informatiivne ülevaade astrofüüsika hetkeseisu kohta. Paar väikest apsu tõid tõsisele tekstile lõbusat vaheldust ja panid peas helisema lambada-rütmid, kui lugesin, et „varsti hakkasid... }
  • test { Mis kell see seminar siis on kah? }
  • Aigar { YYSIKA.EE planeerib ühe sellise palli lennutamist 22. aprillil 2015.a. - Kuidas läks? }

Sõbrad Facebook'is

Meid toetavad:

Copyright © 2021 · News Pro Theme on Genesis Framework · WordPress · Log in