B2 결정질 CuZr 합금의 이방성 상 변환

초록

B2상 구리-지르코늄(CuZr) 입자는 종종 금속 유리의 인성을 개선하기 위한 강화제로 사용됩니다. 그러나 하중 하에서 위상 변환 동작의 방향 의존성은 여전히 불분명합니다. 이 작업에서 방향 관련 기계적 응답 및 상 변환 메커니즘을 조사하기 위해 다른 결정학적 방향을 따라 B2 상 CuZr의 단축 인장 및 압축의 분자 역학 시뮬레이션이 수행됩니다. CuZr의 기계적 거동은 명백한 인장/압축 비대칭을 나타내지만 실패 모드는 주로 국부 비정질화라는 것이 밝혀졌습니다. B2→FCC, B2→BCT, B2→HCP의 세 가지 상변태 거동이 [001]에 따른 인장 및 압축 및 [110]에 따른 인장에서 각각 관찰되었습니다. 변형은 격자 회전(~ 5°), 균일한 변형 및 Cu와 Zr 원자층 사이의 분리에 의해 각각 실현됩니다. 국부 비정질화에 의한 고장 전 상변태 영역은 언로딩 후 복구될 수 있어 초탄성을 나타낸다.

소개

벌크 금속 유리(BMG)는 고강도, 탄성, 고경도 및 우수한 내식성 등과 같은 우수한 기계적 및 물리적 특성으로 인해 상당한 주목을 받았습니다[1,2,3,4]. 그럼에도 불구하고, 그들은 일반적으로 국부적인 전단 밴드를 통한 치명적인 취성 파괴에 의해 실패합니다[5, 6]. 이 단점은 연성 B2 상 CuZr 입자에 의해 강화된 일부 CuZr 기반 벌크 금속 유리 복합재(BMGC)에서 어느 정도 극복되었습니다[3, 7,8,9,10,11]. 더욱이, 일부 B2 결정질 CuZr 침전은 하중 하에서 CuZr 유리의 결정화를 통해 본질적으로 형성되고, 그 다음 실험에서 발견된 바와 같이 쌍정 및 전위 활주를 거쳐 BMG의 기계적 특성의 변화를 유도한다[12]. B2상 CuZr 침전으로 BMG를 강화하고 고성능 BMG를 설계하려면 먼저 B2상 CuZr의 변형 거동을 명확히 해야 합니다.

B2상 CuZr은 전위 활주 또는 쌍정을 주요 변형 메커니즘으로 취하는 기존의 결정질 재료와 다른 특정 열-기계적 조건에서 원래 형상을 회복하는 능력을 갖는 일종의 형상 기억 합금[13, 14]입니다. [15,16,17]. 기능 밀도 이론에 기반한 첫 번째 원리 계산은 흡착 과정[18,19,20]과 계면 특성[21,22]을 연구하는 데 사용할 수 있지만 상전이 거동의 동적 진화를 연구하는 데는 적용할 수 없습니다. 계산 규모의 한계까지. 분자 역학(MD) 시뮬레이션은 재료의 기계적 특성 및 변형 거동을 연구하는 효과적인 방법입니다[23,24,25,26,27,28,29,30,31]. Sutrakar와 Mahapatra는 Cu-Zr 나노와이어의 상 변형에 대한 단면 치수와 온도의 영향과 MD 시뮬레이션에 의한 인장-압축 비대칭[32,33,34]을 조사하고 몇 가지 가치 있는 결과를 얻었습니다. 예를 들어, 초기 B2 상은 쌍정면의 핵 생성 및 전파에 의해 체심 정방정(BCT) 상으로 변환됩니다. Amigo et al. 상 변환 거동을 조사하기 위해 MD 시뮬레이션에서 두 가지 종류의 전위[35, 36]를 사용했으며, 하나는 B2에서 BCT 구조로의 마르텐자이트 변환을 생성하지만 다른 하나는 그렇지 않음을 발견했습니다[13].

결정의 이방성은 재료의 변형에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 다른 결정 방향을 따라 하중이 가해질 때 다른 변형 메커니즘이 변형 동안 지배적인 역할을 할 수 있습니다[37]. 예를 들어, 완전한 전위 활주 및 쌍정은 각각 원통형 압자를 가진 (001) 및 (111) 표면의 바나듐 질화물(111)에 대한 주요 변형 메커니즘이며[38, 39], 명백한 이방성 가소성을 보여줍니다. BCC 철 나노와이어의 경우 상변태는 하중이 가해지는 결정학적 배향에 복잡한 의존성을 나타내며 <001> 배향된 와이어는 BCC→FCC 변환을 나타내지만 <011> 및 <111> 배향된 와이어는 BCC→를 따릅니다. HCP 변환 [40]. B2 구조의 원자 분포 배열은 BCC 구조와 유사하지만 B2 구조에는 두 가지 종류의 요소가 있습니다. BMG에서 강화 입자의 결정 방향은 일반적으로 흩어져 있으므로 하중 방향은 다른 입자의 강화 효과에 다른 영향을 주어야 합니다. 따라서 다양한 방향을 따라 하중을 가하는 강화 입자의 변형 거동을 연구하는 것이 필요합니다.

재료의 기본적인 기계적 특성을 평가하는 데 일반적으로 사용되는 두 가지 기본 하중 모드인 단축 인장 및 압축. 이 작업에서 [001], [110] 및 [111] 방향을 따라 B2 결정질 CuZr의 단축 인장 및 압축 테스트에 대한 일련의 MD 시뮬레이션을 수행하여 하중 방향과 인장 및 압축에 대한 상 변형의 의존성을 조사했습니다. (T/C) 비대칭.

방법

Cu-Zr 시스템의 원자간 힘을 설명하기 위해 잘 알려진 EAM(embedded-atom method)[41]이 선택되었습니다. EAM 전위는 금속 및 그 합금의 기계적 거동을 조사하는 데 널리 사용되었습니다[42,43,44,45,46]. Mendelev와 그의 동료들은 EAM의 프레임을 기반으로 2007년[35], 2009년[36], 2016년[47] 세 차례에 걸쳐 잠재적 매개변수를 식별하고 최적화했습니다. 이 작업에서는 2016년에 개발된 Cu-Zr[47]의 원자간 전위의 최신 버전에 있는 매개변수를 사용합니다. 이러한 매개변수는 2009년에 개발된 것보다 더 현실적이고 안정적이고 불안정한 적층 결함 에너지를 생성할 수 있으며[36], 결정질 CuZr의 특성을 더 잘 설명할 수 있습니다.

하중 축이 z인 샘플 3개 [001], [110] 및 [111]을 따라 각각 그림 1과 같이 준비됩니다. Loading 전에 CG(Conjugate Gradient) 알고리즘을 사용하여 시스템의 에너지를 최소화하여 최적화된 안정 상태에 도달합니다. 구성. 기계적 테스트는 300K의 실온에서 시뮬레이션됩니다. 그런 다음 시스템은 T에서 등온-등압 NPT 앙상블을 사용하여 완화됩니다. =압력이 없는 상태에서 평형 상태에 도달하기 위해 20ps 동안 300K. 5 × 10⁸ 범위에서 변형률이 변화함에 따라 나노 다결정 재료의 변형률 속도 효과가 미미해지는 것으로 나타났습니다. 및 1 ×10⁹ s⁻¹ , 따라서 변형률 속도는 1 × 10⁹ 로 지정됩니다. s⁻¹ 정확도와 계산 효율성을 종합적으로 고려하여 [48, 49]. 따라서 각 샘플은 z -변형률 10⁹ 에서의 방향 s⁻¹ 로딩 중; 한편, Nose/Hoover barostat가 있는 NPT 앙상블은 x에서 압력이 없도록 유지하기 위해 사용됩니다[50]. - 그리고 y -지도. 이완 및 하중 단계에서 주기적인 경계 조건은 x에 적용됩니다. -, y - 및 z -방향.

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a를 따라 축 z가 있는 샘플 [001], b [110] 및 c [111], 원자 유형으로 착색됨

국소 구조 환경을 특성화하는 알고리즘인 CNA(Common Neighbor Analysis)[51]는 일반적으로 결정 시스템의 원자를 분류하는 효과적인 방법으로 사용됩니다. BCC 구조에서 두 번째로 가까운 이웃 거리는 가장 가까운 것보다 15%만 더 큽니다. 따라서 CNA 방법은 강한 열 변동 및 변형이 있는 경우 일부 신뢰성을 잃게 됩니다. 이러한 단점을 극복하기 위해 입자의 국부적 구조적 환경을 분류하고 단순 응축상(FCC, BCC, HCP 등)의 국부적 결정 구조를 식별하기 위해 다면체 템플릿 매칭(polyhedral template matching, PTM) 방법이 제안되었다[52]. CNA[51]와 비교하여 PTM 방법은 강한 열 변동 및 변형이 있는 경우 더 큰 신뢰성을 약속합니다[52]. B2 및 BCC 구조는 유사한 원자 배열을 가지고 있습니다. 따라서 이 방법으로 식별된 BCC 구조는 실제로 B2 구조입니다. PTM을 사용한 MD 시뮬레이션으로 얻은 데이터에 대한 국부 미세 구조 분석 후 원자는 다음 규칙에 따라 색상이 지정됩니다. BCC(B2) 구조의 경우 파란색, FCC 구조의 경우 녹색, 적층 결함 또는 HCP 구조의 경우 빨간색, 단순 입방체의 경우 보라색 (SC), 결정립계 또는 전위 코어의 경우 흰색. 단층, 이중층 및 연속적인 다층 적색 원자는 각각 쌍경계, 적층 결함 및 HCP 구조로 표시된다는 점에 유의해야 합니다. 적색, 녹색, 청색 및 백색 원자를 포함하는 국부 영역은 무정형입니다.

보완적인 미세구조 분석 방법으로 중심 대칭 매개변수(centro-symmetry parameter, CSP)가 국소 장애를 설명하는 데 사용됩니다[53]. 각 원자에 대해 CSP는 다음 공식으로 계산됩니다.

$$ \mathrm{CSP}\kern0.5em =\kern0.5em \sum \limits_{i=1}^{N/2}{\left|{\mathbf{R}}_i+{\mathbf{R}} _{i+N/2}\right|}^2, $$ (1)

여기서 N = 12 또는 8은 FCC 또는 B2 구조에서 중심 원자의 첫 번째 가장 가까운 이웃의 수이고 R _나 및 R _i+N/2 중심 원자에서 가장 가까운 이웃의 특정 쌍까지의 벡터입니다. 가장 가까운 이웃이 완벽한 격자 위치에 있는 원자의 경우 CSP는 0입니다. 원자 부근에 공극이나 전위와 같은 결함이 있는 경우, 원자의 CSP는 국부적인 원자 진동에 의한 것보다 훨씬 크게 된다. Stukowski[54]가 개발한 개방형 소프트웨어 Ovito는 원자 구성을 표시하는 데 사용됩니다.

결과 및 토론

응력-변형률 곡선

그림 2는 응력-변형률(σ -ε ) [001], [110] 및 [111]을 따라 단축 인장 및 압축을 받은 B2 상 CuZr에 대한 곡선. (1) MD 시뮬레이션에 사용된 시간 척도가 실험에 사용된 시간 척도와 다르기 때문에 실험 [55]보다 응력이 더 크다는 것을 알 수 있습니다. (2) 점결함, 전위, 결정립계 등을 포함한 결함은 시뮬레이션에서 고려하지 않는다. 초기 단계에서 이러한 곡선은 선형으로 발전한 다음 다른 경향을 보여줍니다. 첫 번째 피크 이후 이 곡선은 세 그룹으로 나눌 수 있습니다. 그룹 I에서 곡선은 [110] 및 [111]에 따른 압축과 같은 낮은 수준의 응력으로 빠르게 떨어집니다. 그룹 II에서 응력은 플랫폼으로 떨어지고 [001], [110]에 따른 인장 및 [001]에 따른 압축과 같이 첫 번째 피크 이후 변형의 증가에 따라 변동합니다. 그런 다음 커브는 마지막 급강하 전에 두 번째 봉우리로 올라갑니다. 그룹 III에서 곡선은 낮은 수준의 응력으로 빠르게 떨어지고 [111]을 따라 장력과 같은 지그재그 패턴으로 변동합니다. 첫 번째 피크 이전에 샘플은 B2 구조에 머물며 명백한 전위 활주 및 쌍정이 관찰되지 않으며 이는 탄성 변형으로 간주될 수 있습니다. 선형 탄성 단계에서 영률 E 0.00 <ε 범위에서 각 곡선의 기울기를 피팅하여 얻을 수 있습니다. <0.02이고 [001] 방향이 가장 부드럽고 [111]이 가장 뻣뻣함을 알 수 있는 표 1에 나열되어 있습니다. 이는 벌크 BCC 철의 결과와 일치합니다[40]. E 압축하의 샘플의 [001] 방향을 제외하고 인장하의 샘플보다 더 크며, 이는 압축하의 더 높은 마찰에 기인해야 하는 Cu 단결정[56]에서 관찰된 것과 일치합니다[56]. 압축 상태에서 탄성 단계의 나머지 곡선은 인장 상태에서 분명히 벗어납니다. 이는 원자 간 전위의 비대칭 인장 및 압축 특성에 기인해야 합니다[57]. 첫 번째 피크 후 변형이 전위 슬립 또는 상 변형에 기인해야 하는지 여부는 불분명합니다. 따라서 이 영역은 다른 작품과 달리 비탄성적이거나 소성적인 T/C 비대칭으로 볼 수 없다[57,58,59]. 유동 섹션에서는 다양한 방향을 따라 하중을 받는 샘플의 변형 메커니즘에 대해 자세히 설명합니다.

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σ -ε 인장(T) 및 압축(C) 하에서 샘플의 곡선. 아 [001], b [110] 및 c [111]

실패 행위

그림 3은 [110]과 [111]을 따라 압축된 샘플의 원자 구조와 방사 분포 함수(RDF)를 보여줍니다. σ -ε 곡선은 [110] C 및 [111] C로 표시된 그림 2에서 볼 수 있습니다. 그림 3a, d는 300K에서 이완 후 초기 샘플 [110] 및 [111]을 보여줍니다. 여기서 원자는 B2 구조에서 ε일 때 [110] C 및 [111] C에 대해 각각 0.115 또는 0.125로 증가하면 그림 3b, f와 같이 혼합 구조가 있는 영역이 나타납니다. 혼합 영역의 구조는 혼합상으로 정의됩니다. 혼합상의 핵 생성은 화살표로 표시된 그림 2b, c의 [110] C 및 [111] C 곡선의 급격한 하락 단계에 해당합니다. 따라서, B2에서 혼합상으로 국부 구조의 변형은 응력의 급격한 저하를 유발합니다. 유동 단계에서 혼합상의 부피 분율 변화는 추가 변형을 수용하는 주요 메커니즘이며, ε에서 [110] 및 [111]을 따라 압축되는 샘플의 국부 구조 =0.25는 각각 그림 3c, g에 나와 있습니다. 혼합 영역의 구조를 지정하려면 방사형 분포 함수(RDF ), g (r ), 다른 변형률에서 [110]과 [111]을 따라 압축된 샘플이 그림 3d, h에 나와 있습니다. g의 봉우리 (r ) ε에서 샘플의 =0 및 ε =0.25는 날카로워 여전히 결정질 특성을 유지하고 있음을 나타냅니다. g (r ) 혼합 영역의 경우, 즉 B2 영역이 없는 샘플은 첫 번째 영역을 제외하고 뭉툭하여 혼합 영역이 비정질 상태임을 나타냅니다. 전위 추출 알고리즘(DXA)[60]은 전위 핵 생성이 있는지 여부를 감지하고 변형 과정 전반에 걸쳐 명백한 전위를 찾는 데에도 사용됩니다. 따라서 B2 상의 비정질화가 주요 고장 모드로 수행되어 그림 2b, c에서 화살표로 표시된 것과 같이 급격한 저하가 발생합니다.

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압축 중인 샘플의 원자 구성 및 RDF. 아 –d [110] 및 를 따라 –h 따라 [111]

그림 4는 [001], [110]을 따라 인장 및 [001]을 따라 압축된 샘플의 급격한 낙하 변형(파손 변형) 후의 원자 구성을 보여줍니다. σ -ε 곡선은 그룹 II에 속합니다. 그림 4에서 그룹 I과 유사한 혼합 영역이 형성되어 비정질이 주요 고장 모드임을 나타냅니다(그림 4). 그러나 이러한 혼합 영역은 그림 3의 B2 구조와 다른 녹색 및 빨간색 원자(FCC 및 HCP 구조)로 둘러싸여 있습니다. 이러한 차이는 혼합상이 그림 3의 압축 하에 B2 구조에서 변형됨을 나타내지만, 인장 및 압축 상태에서 샘플 [001]의 경우 FCC에서, 인장 상태에서 샘플 [110]의 경우 HCP에서.

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파손 변형률에서 샘플의 원자 구성. 아 [001], b를 따라 긴장 [110]을 따라 긴장하고, c [111]

에 따라 압축 중

단계 변환

그림 5는 σ를 보여줍니다. -ε 장력 하에서 샘플 [001]의 곡선은 전형적인 지점(A, B, ..., G로 표시됨)의 미세 구조도 나타납니다. 점 A의 원자(ε =0.079) B2 구조에 있음을 나타냅니다. ε =0.079 샘플의 변형은 탄성입니다. 그러나 ε =0.082(그림 5), 첫 번째 급격한 하락(A→B)에서 ε =0.082, 여기서 원자 배열의 재분배로 인해 저장된 탄성 에너지의 방출은 상 변형이 필요한 에너지를 제공합니다. B→F의 유동단계에서는 상변태가 계속됨에 따라 저장된 탄성에너지가 더욱 방출되어 응력이 감소하게 된다. 샘플의 로컬 구조는 ε에서 완전히 FCC가 됩니다. =0.242(지점 E). 그리고 Point E와 F사이에서는 구조가 계속 바뀌지만 응력은 변형률이 증가함에 따라 계속해서 떨어집니다. 미세구조의 변화를 밝히기 위해 g 분포 (r ) 및 원자 수의 변화(N ) 반대 CSP (N -CSP ) ε에서 샘플의 =0.242, 0.254 및 0.267(점 E와 F 사이)이 각각 계산되어 그림 6a, b에 표시됩니다. 여기서 각 피크의 높이는 변형률이 증가함에 따라 증가하여 시스템이 더 콤팩트해짐을 나타냅니다. <그림>

σ-ε [001]에 따른 장력 하에 있는 샘플의 곡선, 국부 구조로 채색되어 있으며 파란색, 녹색 및 빨간색은 각각 B2, FCC 및 비정질 상을 나타냅니다.

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아 RDF , b 아니 -CSP [001]에 따른 장력 상태의 샘플 플롯. ㄷ –이 CSP 배포 다른 균주의 샘플에서

원자가 완전한 격자의 일부인지 또는 국부적 결함(예:전위 또는 적층 결함 또는 표면)인지 특성화하려면 CSP [53] FCC 구조의 최근접 이웃 수를 가진 원자의 (N =12) 그림 6c-e와 같이 계산됩니다. 그리고 더 큰 CSP는 완전한 격자로부터 더 큰 편차를 의미합니다[17]. 그림 6b에서 변형률이 증가함에 따라 CSP <1인 원자의 수가 증가하는 것을 볼 수 있으며, 이는 그림 6c-e의 원자 CSP 분포에서도 보다 직관적으로 볼 수 있습니다. 일반적으로 CSP가 변형률이 증가해도 감소하지 않는다는 일반적인 결과와 다릅니다. 따라서 이 단계의 주요 변형 거동은 불완전한 FCC에서 완벽한 FCC로의 위상 변환에 기인해야 합니다. 유동 단계에서는 FCC 구조의 샘플이 늘어나며 두 번째 항복점에 도달할 때까지 응력이 증가합니다. 그런 다음 전위 또는 슬립의 핵 생성보다는 국부 비정질화에 해당하는 곡선이 급격히 떨어집니다.

변형 중 재료의 상 변형을 설명하기 위해 그림 7은 몇 가지 yoz를 보여줍니다. 다른 변형률에서 장력을 받는 샘플 [001] 조각. 수평 및 수직 파선은 원자 구조가 회전하고 이탈하는지 여부를 식별하기 위한 참조로 사용됩니다. ε의 증가와 함께 0.0에서 0.079 사이에서 원자는 수평 및 수직 축에 평행한 선에 놓여 B2 로컬 구조임을 나타냅니다. 그러나 그림 7b의 원자 배열은 ε로 그림 7c의 원자 배열로 변경됩니다. 일부 B2 구조가 FCC 구조로 변환될 때 0.079에서 0.119로 변경됩니다. 어레이 사이의 각도는 B2 구조의 경우 그림 7b의 90°에서 격자 방향이 수직 축에서 시계 방향으로 5° 벗어나는 FCC 구조의 경우 그림 7c의 ~ 85°로 변경되지만 B2 구조의 원자 배열은 그렇지 않습니다. 분명히 변화하고 명백한 회전이 없습니다. 0.119 동안 <ε < 0.190이면 FCC 면적이 증가하고 녹색 원자의 배열이 점차 시계 반대 방향으로 회전합니다. ε에서 =0.242, 모든 B2 구조는 그림 7e와 같이 FCC 구조로 변환됩니다. 여기서 3개의 격자 방향은 각각 3개의 축과 거의 평행하지만 FCC 구조가 완전하지 않음을 나타내는 현저한 편차가 있습니다. 그림 6c에 표시된 것과 일치합니다. 유동 단계에서 원자 배열은 ε에서 그림 7f와 같이 규칙적으로 경향이 있습니다. =0.267, 수평 및 수직 방향의 결정 방위가 B2 구조의 [010] 및 [001]에서 FCC 구조의 <110> 및 <001>로 변경되어 FCC 구조의 {110} 평면으로 인식됩니다.

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요즈 [001] 서로 다른 변형률에서 장력을 받는 샘플 조각, 로컬 격자 구조로 채색되고 파란색, 녹색 및 빨간색은 각각 B2, FCC 및 비정질 상을 나타냅니다.

다양한 최대 인장 변형률(ε)에서 제하 중 샘플(100)의 응답에 대한 시뮬레이션 _최대 =0.1, 0.2 및 0.3)이 수행되고 σ -ε 곡선은 그림 8에 나와 있습니다. Unloading σ -ε ε 사이의 곡선 =0.266 및 ε =0.056은 하중 곡선과 겹치지 않지만 탄성 σ와 만날 수 있습니다. -ε ε에서의 곡선 =0.056 그런 다음 탄성 σ를 따라 원점으로 돌아갑니다. -ε 초탄성 특성을 나타내는 곡선. 로딩 및 언로딩 경로는 히스테리시스 루프를 형성하며, 이는 전달 및 역 위상 변환의 다른 경로에 기인해야 합니다.

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로드 및 언로드 σ -ε 다른 변형에서 [001]을 따라 장력을 곡선

σ -ε 압축 상태에서 샘플 [001]의 곡선은 그림 9a와 같이 유사한 경향을 가지며, 이는 4단계로 나눌 수 있습니다. (1) σ 변형률이 증가함에 따라 선형적으로 증가합니다. (2) σ 고원으로 떨어집니다. (3) σ 변형이 증가함에 따라 두 번째 피크에 대한 더 큰 기울기와 함께 선형적으로 증가합니다. (4) σ 두 번째 고원으로 급격히 떨어집니다. PTM으로 국부 구조를 분석하면 그림 9a와 같이 다른 국부 구조로 식별되는 일부 산란 원자를 제외하고 두 번째 피크에 도달하기 전에 대부분의 원자가 B2 구조로 식별된다는 것을 알 수 있습니다. 그러나 이전의 이해에 따르면 σ의 급격한 변화는 -ε 곡선은 일반적으로 미세 구조의 변화에 해당합니다. 추가로 확인하려면 N -CSP 플롯이 계산되어 그림 9b에 표시됩니다. 여기서 서로 다른 변형률에서 각 원자에 대한 CSP는 B2 구조의 가장 가까운 이웃으로 계산됩니다(N =8). ε일 때 =0, CSP 원자의 개수는 온도의 영향으로 인해 0보다 크고 1보다 작으므로 원자가 완벽한 B2 구조에 있음을 나타냅니다. ε의 증가와 함께 , 원자는 CSP에 따라 CSP <1 및 5 ε < 0.121, 두 번째 피크의 CSP는 동일하지만 이 CSP의 원자 수 범위가 증가하고 안정적인 경향이 있어 새로운 단계 또는 결함(예:적층 결함)의 형성을 나타냅니다. 두 번째 피크의 CSP는 ε의 추가 증가에 따라 감소합니다. 즉, 두 번째 파동은 왼쪽으로 이동합니다. 그림 10은 다른 균주에서 단위 셀의 결합 길이 변화를 보여줍니다. ε에서 =0, 꼭짓점에 8개의 Cu 원자와 몸체 중심에 1개의 Zr 원자가 B2 구조를 구성합니다. 격자 매개변수 간의 관계는 a입니다. =b =c . ε의 증가와 함께 , xoy의 결합 길이 평면이 증가하지만 xoz 평면이 감소합니다. 하중을 가하는 동안 다른 두 방향의 변형률을 계산하면 두 번째 피크 이전에 다른 두 방향의 변형률이 동일하다는 것을 알 수 있습니다. 따라서 x-에 따른 결합의 길이는 그리고 y -방향은 동일하고 z보다 커야 합니다. -방향. 격자 매개변수 간의 관계는 a가 됩니다. =b> ㄷ . 이러한 원자 배열은 BCT 구조로 인식될 수 있습니다. 결론적으로, B2 구조에서 BCT 구조로의 변환은 압축된 샘플 [001]의 주요 변형 메커니즘입니다.

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압축 상태에서 샘플의 응답. 아 σ-ε 곡선 및 일반적인 원자 구성, PTM으로 식별되는 로컬 구조로 색칠된 원자. ㄴ 아니 -CSP 플롯

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압축 상태에서 샘플 [001]에 대한 결합 길이의 변화, 결합은 길이로 착색됨

그림 11a는 장력 하에서 샘플 [110]의 응답을 보여줍니다. 첫 번째 피크(점 A)는 B2 구조의 항복 한계에 해당하고 일부 로컬 B2 구조는 HCP 구조로 변환되어 급격한 하락을 초래합니다. ε의 증가와 함께 , 응력은 샘플이 완전히 HCP로 변환되는 지점 C까지 감소합니다. 그림 11b, c는 xoy입니다. ε에서 단층 슬라이스 =0 및 0.150, 여기서 초기 단계에서 Cu 및 Zr 원자가 동일한 원자층에 있음을 알 수 있습니다(그림 11b). 그러나 Cu와 Zr 원자는 ε에서 인접한 층으로 분리됩니다. =0.150(그림 11c), 이는 B2에서 HCP로의 위상 변환을 초래합니다. 그런 다음 ε의 증가와 함께 , σ 점 D까지 초기 선형 단계보다 더 작은 기울기로 증가하다가 국부 비정질화로 인한 파손에 해당하는 낮은 응력 수준으로 급격히 떨어집니다.

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