Sobre el degradado del papel

Cuando metales dúctiles (como el cobre, el níquel y el aluminio) entran en contacto con algunos metales líquidos (como el bismuto y el galio), se produce una falla intergranular a niveles de tensión anormalmente bajos, lo que se denomina fragilización del metal líquido (LME). Se han dedicado décadas de investigación a comprender los mecanismos microscópicos subyacentes. El desarrollo de la microscopía electrónica de transmisión de barrido con corrección de aberración esférica (AC-STEM) resolvió el problema estructural de los límites generales de grano (GB), lo que llevó a la reevaluación de algunos sistemas de disociación intergranular clásicos a escala atómica. El sistema Al-Ga es un ejemplo típico de la estructura intergranular del LME, y la estructura atómica del frente de penetración de Ga aún es inestable. La microscopía electrónica de transmisión in situ muestra que el Ga líquido penetra rápidamente a lo largo del límite policristalino de Al para formar múltiples capas de adsorción de Ga. Se han realizado muchas investigaciones desde la teoría hasta el experimento, y se han predicho diferentes comportamientos de segregación mediante cálculos teóricos utilizando diferentes métodos. Estudios anteriores han demostrado que la interfaz Al-Ga puede contener múltiples capas, una de las cuales está fijada en la superficie de Al y la otra es una capa de Ga mal unida en la parte superior. Esta estructura multicapa está determinada por la estructura del GB, pero la estructura atómica de la interfaz sigue siendo difícil de alcanzar y se desconoce si existen capas de Ga ordenadas en el GB ordinario.

Investigadores de la Universidad de Fuzhou revelaron la estructura atómica del Ga enriquecido en los límites de los granos ordinarios de Al, aclararon la composición de la capa desordenada de Ga con GB como núcleo y la analizaron mediante simulaciones dinámicas de Monte Carlo y cinética molecular. verificado aún más. El artículo relacionado se publicó en Scripta Materialia y se titula "Estructuras de interfaz que soportan inscripciones de metal líquido de al-ga: gradientes desordenados versus ordenados".

Enlace del artículo:

https://doi . org/10.1016/j . script Amat 2021.114149

Policristalino de aluminio mediante punzón de disco. Se coloca un disco de 3 mm. perforado sobre la lámina (pureza 99,99 %, tamaño de grano aproximadamente 5 μm, espesor 100 μm). El espesor del disco se reduce desde el molinillo a aproximadamente 25 µm y luego se transfiere inmediatamente a una placa caliente de 110 con partículas de Ga (pureza 99,999%) colocadas en el reverso.

El estudio encontró que tanto las rejillas de galio no infiltrado como las que contienen galio tienen una alta curvatura, lo que muestra que la penetración del galio no cambia el grado de libertad de la rejilla de aluminio y galio. Se descubrió una nueva estructura morfológica de gradiente ordenado en los límites de los granos donde el Ga penetró en el aluminio. La capa compuesta en el frente de penetración consta de al menos tres capas, dos de las cuales están unidas secuencialmente a la superficie de cada grano de aluminio y la tercera capa está en el medio, con el contenido de Ga en orden decreciente. Las simulaciones híbridas MC/MD verificaron este interesante comportamiento de separación.

Figura 1 Las imágenes HAADF de muestras de Al con GB no permeables (a) y permeables a Ga (b) se indican con flechas blancas; (c) la imagen HAADF de GB penetrantes con Ga está ampliada (d, e) El mapa de distribución de elementos confirma el enriquecimiento de galio en los límites de los granos. (f) Escaneo de línea EDS del GB en (c).

Figura 2 (a) Límites de grano de aluminio curvados; (b) Imagen HAADF del borde del límite de grano después de la penetración; (c) Imagen de escaneo lineal de la capa de galio desordenada; Modelo de simulación híbrido MC/MD

La Figura 3 (a) muestra la separación de múltiples capas en unidades GB; (b) diagrama HAADF ampliado y resultados de escaneo lineal (c) cristal infiltrado con Ga simulado La estructura atómica; del límite; (d) la distribución de densidad promedio bidimensional y la distribución de parámetros de desorden de los átomos de Ga.

La estructura multicapa puede pasar de una bicapa altamente ordenada a una capa desordenada, y la capa de adsorción de Ga integra estas dos características estructurales en una capa compuesta. Estos resultados indican que las estructuras con adsorción multicapa (dos o más capas) pueden provocar una desunión interfacial. La causa fundamental de LME no es el ordenamiento interfacial, sino las débiles interacciones entre los átomos en el núcleo de GB. En general, este artículo revela la compleja pero ubicua estructura de separación interfacial en los GB infiltrados con Al, que tiene un gradiente ordenado y enriquece la comprensión de los investigadores sobre la estructura de la superficie. (Texto: Po Feng)