材料が応力にどのように反応するかについての新たな知見を提供する技術(Technique Offers New Insight into How Materials Respond to Stresse

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2023-03-14 ノースカロライナ州立大学(NCState)

研究者たちは、剪断応力を含む様々な応力にさらされたときに材料がどのように振る舞うかの詳細な情報を提供する技術を実証しました。この研究により、新しい電子デバイスから高性能テキスタイルまで、あらゆるものの開発に役立ちます。これにより、材料のストレス下での力学的特性を改善することができ、設計者は材料がストレスに曝されたときにどのように振る舞うかを正確に知ることができます。
研究者たちは、これらのテスト技術の基本的な能力を進め、極端に高温または低温で同様の情報を収集できるようにすることを目指しています。研究論文は、Scripta MaterialiaとSurfaces and Interfacesで発表され、研究はPacific Northwest National Laboratoryの支援を受けて行われました。

<関連情報>

マイクロメカニカルテストによる純CuおよびCu/Nbナノラミネートのせん断変形 Shear deformation of pure-Cu and Cu/Nb nano-laminates using micromechanical testing

Tanvi Ajantiwalay, Xiaolong Ma, Anqi Yu, Mayur Pole, Joshua Silverstein, Suveen Mathaudhu, Arun Devaraj, Bharat Gwalani
Scripta Materialia  Available online: 11 March 2023
DOI:https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2023.115403

材料が応力にどのように反応するかについての新たな知見を提供する技術(Technique Offers New Insight into How Materials Respond to Stresse

Abstract

Solid phase processing by introducing shear deformation into materials can result in unique microstructure evolution and enhanced mechanical properties, especially for immiscible systems such as Cu/Nb. To better understand the correlation between microstructure and deformation behavior during shear, a dedicated testing design of stress localization at predicted sites is necessary. In this study, a specialized S-shaped specimen geometry is implemented to apply localized simple-shear loading in pure-Cu and Cu/Nb accumulative roll-bonded nanolaminates. The nanoscale microstructure and proximity of interfaces in Cu/Nb offer a ∼2.8-fold increase in shear stresses than pure-Cu. In pure-Cu, the plastic instability causes shear banding and an in-plane lattice rotation. In Cu/Nb, a partial bending of the interfaces occurred, resulting in a localized lattice rotation. The adapted geometry for micro-scale specimens thus successfully captures the shear deformation at predicted sites in two distinct material systems and could potentially be a powerful technique to study the deformation mechanisms.

 

 

Surfaces and Interfaces

0102材料力学
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