Neues Verständnis von metallischen Gläsern durch Datenkorrelation
Die Techniken der Rastertransmissionselektronenmikroskopie (S/TEM) sind zentral für die Untersuchung von Scherbändern in metallischen Gläsern. Neueste Untersuchungen von Wissenschaftler:innen am KIT aus dem Helmholtz-Forschungsbereich Information mit 4D-STEM und Machine Learning bieten nun neue Einblicke in die Bildung von Scherbändern auf der Nanometerskala.
Seit Jahrzehnten werden Techniken der Rastertransmissionselektronenmikroskopie (S/TEM) eingesetzt, um Scherbänder in metallischen Gläsern zu analysieren und ihre Entstehung zu verstehen, damit die mechanischen Eigenschaften von metallischen Gläsern verbessert werden können. Aufgrund des Mangels an direkten Informationen im reziproken Raum kann die herkömmliche S/TEM jedoch nicht die lokale Belastung und die atomare Struktur amorpher Materialien charakterisieren, die für die Beschreibung der Verformung von Gläsern entscheidend sind. Nun wurde 4D-STEM am KIT eingesetzt, um die lokale Dehnung und die atomare Struktur auf der Nanometerskala in verformten metallischen Gläsern simultan abzubilden und direkt zu korrelieren. Für diese Analyse großer 4D-STEM Datensätze wurden Machine Learning (ML)-Ansätze genutzt, um erstmal Eshelby Quadrupole, die bei der Scherbandbildung in metallischen Gläsern entstehen, abzubilden und zu charakterisieren. Es wurden Dehnungsfelder beobachtet, die wirbelartig perkolieren und das Scherband aufbauen. Dies liefert ein völlig neues Verständnis für die Bildung von Scherbändern in metallischen Gläsern.
Die Originalpublikation finden Sie unter (Open Access):
Kang, S.J., Wang, D., Caron, A., Minnert, C., Durst, K., Kübel, C., Mu, X. (2023): Direct Observation of Quadrupolar Strain Fields forming a Shear Band in Metallic Glasses, Advanced Materials 35 (25), 2212086. http://doi.org/10.1002/adma.202212086
Verortung im Helmholtz-Forschungsbereich Information:
Helmholtz-Forschungsbereich Information, Programm 3: Materials Systems Engineering Processing, Topic 5: Materials Information Discovery
Kontakt:
Prof. Dr. Christian Kübel
Institute of Nanotechnology
Research Unit: Advanced Electron Microscopy in Materials Research
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Tel.: +49 2461/61-28970
E-Mail: christian.kuebel@kit.edu
Dr. Xiaoke Mu
Institute of Nanotechnology
Research Unit: Advanced Electron Microscopy in Materials Research
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
E-Mail: xiaoke.mu@partner.kit.edu
