Design von Oxidausscheidungen in nanostrukturierten Material

Nanokristalline Materialien sind aufgrund ihrer überlegenen mechanischen Eigenschaften für grundlegende Studien und technische Anwendungen sehr interessant. Die starke plastische Verformung hat als wesentliche Technik zur Herstellung nanokristalliner Vollmaterialien großes Interesse gefunden. Mikrostrukturelle Instabilitäten von Nanokristallen stellen aber ein großes Problem dar, da sie die resultierenden mechanischen Eigenschaften erheblich beeinflussen. Eine praktische Lösung ist der Legierungszusatz. Es ist bekannt, dass nichtmetallischer Sauerstoff verwendet werden kann, um die Mikrostrukturen und die damit verbundenen Eigenschaften des Materials anzupassen. Die genaue Rolle des Sauerstoffs bei der Verbesserung der thermischen Stabilität nanokristalliner Materialien ist jedoch noch unklar. Die Anwesenheit von Sauerstoffatomen kann die lokale Bindung in Materialien verändern. Das grundlegende Fragestellung besteht darin, zu verstehen wie die Sauerstoffatome die lokale Bindung in Materialien verändern. Können wir stabilisierte Nanostrukturen entwerfen, indem wir den Sauerstoffgehalt anpassen? Obwohl es einige experimentelle Studien zu Sauerstoffeffekten in nanokristallinen Materialien gibt, ist der zugrunde liegende physikalische Mechanismus des Sauerstoffeffekts immer noch unzureichend verstanden. Darüber hinaus sind Sauerstoffatome zwangsläufig am Prozess der Pulververarbeitung während des mechanischen Legierens beteiligt, und es besteht ein dringender Bedarf, die Sauerstoffeffekte in nanokristallinen Stoffen zu klären. Um diese Probleme zu lösen, werden wir in diesem Projekt einen wirksamen Weg zur Kontrolle des Sauerstoffeinbaus in nanokristallinen Materialien entwickeln. Als Beispiel wählen wir reine Cu- und Ta- Metalle und CuTa-Legierungen aus, bringen unterschiedliche Mengen an Sauerstoff ein und verformen sie durch Hochdrucktorsion. Wir untersuchen im Detail die Mikrostruktur und die mechanischen Eigenschaften und stellen anschließend eine Beziehung zwischen der Struktur und den Eigenschaften her. Zuden experimentellen Methodengehörenfortgeschrittene Elektronenmikroskopie, Echtzeitbeobachtungen, Tests mechanischer Eigenschaften und theoretische Berechnungen. Die Originalität dieses Vorschlags besteht darin, die Kombination der Themen einer kontrollierbaren Sauerstoffkonzentration, die Abbildung von Sauerstoffatomen und deren Verteilung, die Wechselwirkung von Sauerstoffatomen mit Defekten sowie die Optimierung der mechanischen Eigenschaften und der thermischen Stabilität nanokristalliner Materialien durch Sauerstoff abzudecken. Die Studie wird die Grundlage für die Entwicklung neuartiger nanokristalliner Materialien durch den Einbau allgegenwärtiger Sauerstoffatome sein.