|
|
Estimation of mechanical properties of thin Al surface layer
Petráčková, Klára ; Kuběna, Ivo ; Truhlář, Michal ; Náhlík, Luboš ; Kruml, Tomáš
The paper describes a new method for testing of thin layers, so-called microcompression test. As an example determination of Al thin film properties deposited on Si substrate is introduced in the paper. Microcompression combines the sample preparation with the use of focused ion beam (FIB) with a compression test carried out using nanoindenter. Cylindrical specimens (pillars) were prepared in Al film using FIB. The typical diameter of pillars was about 1.3 μm and their height was about 2 μm. The results depend on crystallographic orientation of pillar. Stress-strain curves of the thin film were obtained. Experimentally measured data on pillars needs correction to obtain undistorted material properties of Al thin film. A necessary correction using finite element modeling is suggested in the paper. The paper contributes to a better characterization of very thin surface layers and determination of their mechanical properties.
|
|
|
Proceedings of the 16th International colloquium Mechanical Fatigue of Materials
Polák, Jaroslav ; Kruml, Tomáš ; Man, Jiří
The XVI International Colloquium on Mechanical Fatigue of Metals was organized by the Institute of Physics of Materials, Academy of Sciences of the Czech Republic in Brno, in September 24-26, 2012. The Colloquium has been opened to participants from all countries interested in the subject of fatigue of metallic materials. The proceedings contains 39 abstracts of 35 oral and of 4 poster contributions by 122 authors from 18 countries to be presented during the Colloquium.
|
|
|
High Temperature Fatigue Behaviour of Third Generation of TiAl Alloys
Obrtlík, Karel ; Kruml, Tomáš
Low cycle fatigue properties of lamellar TiAl with 7.8 at.% Nb were studied at four temperatures: room temperature, 700, 750 and 800 °C. Up to 750 °C, stable cyclic behaviour is observed while cyclic softening is characteristic for 800°C. The strength of the alloy is still high even at 800 °C. The TEM observation did not reveal any substantial changes in the microstructure due to the cycling at RT. At 750 °C, the lamellar structure was in some places destroyed by cyclic plasticity and pure g-phase islands with high density of dislocation debris were formed. At 800 °C, the domains without lamellar structure cover about 10% of inspected volume and are almost dislocation free. The results show that the diffusion processes leading to vanishing of small prizmatic dislocation loops start to operate between 750 and 800 °C. The destruction of lamellar microstructure and annealing of dislocation debris is the reason for cyclic softening at 800 °C.
|
|
|
Microstructure, tensile properties and fatigue behaviour of bulk nanoquasicrystalline Al alloy Al93Fe3Cr2Ti2
Chlupová, Alice ; Chlup, Zdeněk ; Kruml, Tomáš ; Kuběna, Ivo ; Roupcová, Pavla
The characterization of mechanical properties (i.e. stress-strain characteristics measured in tensile and fatigue tests) together with description of the microstructure of bulk nanocrystalline Al alloy is reported. Aluminium based material used in this work was prepared by hot extrusion of gas atomised powder of chemical composition Al93Fe3Cr2Ti2 which contains nanosized quasicrystalline phase. Changes in fracture mechanisms both at fatigue testing performed at room temperature and at tensile tests performed at different test temperatures were investigated. The quality of powder compaction after extrusion was proved as sufficient. Strong texture in longitudinal direction resulting from production route was detected. Presence of icosahedral phase in material was confirmed by TEM and XRD techniques. Fractographical analysis of fracture surface was performed and results were used for description of fracture mechanisms.
|
|
|
Mechanical properties of Al thin films measured by microcompression
Kuběna, Ivo ; Kruml, Tomáš
Two modern experimental techniques, the focused ion beam milling and the nanoindentation, were applied in order to measure exactly plastic properties of a Al-1.5%Cu thin film prepared by the physical vapour deposition, used for electrical connection of integrated circuits. By focused ion beam milling, cylindrical specimens were prepared. The height of the specimens was equal to the film thickness (2 micrometers) and their diameter was about 1.3 micrometers. These specimens were subjected to the compressive loading using the nanoindenter equipped by a flat punch. It is possible to obtain stress-strain curves of the thin film rather precisely.
|
|
|
Effect of heat treatments with a pointed cooling on the mechanical compression properties of TiAl intermetalic
Petrenec, Martin ; Kruml, Tomáš ; Zemanová, Adéla ; Krahula, Karel
The influence of the graded cooling heat treatments on a change in the structure and the room temperature mechanical compression properties of cast Ti-44Al-8Nb intermetallic were studied. The coolings were the air cooling and the graded cooling which was composed of combination of furnace cooling and air cooling for selected two temperatures 1315 °C and 1200 °C. These selected temperatures were used from the measuring of the differential thermal analysis (DTA). All heat treatments used remold the cast nearly lamellar structure ?/?2 to the fully lamellar uniform structure and decreased the average grain size to the half. The air cooling and the graded cooling with temperature 1315 °C were produced in higher yield stress and lower plasticity due the very thin lamellar thickness and planar grain boundary. While higher plasticity and lower yield stress are obtained using the graded cooling with temperature 1200 °C. It is caused by the very thick lamellar spacing and locked grain boundaries.
|
|
|
Nanokomprese orientovaných pilířků z tenké Al vrsty
Kuběna, Ivo ; Kruml, Tomáš
Nová metoda měření mechanických vlastností tenkých vrstev je popsána v tomto článku. Metoda kombinuje přípravu vzorků fokusovaným iontovým svazkem (FIB) a následnou kompresi pomocí nanoindentačního zařízení. Kompresní vzorky byly připraveny z tenké Al vrstvy která je běžně používána v elektrických obvodech. Byly připraveny válcové pilířky jejichž vyýška byla dána tloušťkou vrstvy (2 mikrometry) a průměr se pohyboval okolo 1,3 mikrometru. Jelikož pilířky jsou monokrystalické, výsledky silně závisí na krystalografické orientaci pilířku. Orientace byla určena pomocí EBSD. Křivky napětí deformace byly získány ve dvou reprezentacích.
|
|
|
Kinetika růstu únavových trhlin v oceli Eurofer 97
Kruml, Tomáš ; Hutař, Pavel ; Náhlík, Luboš ; Seitl, Stanislav ; Polák, Jaroslav
Rychlost růstu únavových trhlin v oceli Eurofer 97 byla měřena dvěma odlišnými metodologiemi. Data pro malé trhliny byly získány na válcových vzorcích s mělkým vrubem. Růst polokruhových trhlin o délce mezi 10-2000 mikrometry byly měřeny při symetrickém cyklu tah-tlak s konstantní amplitudou deformace. Data k šíření dlouhých trhlin (10 – 30 mm) byla získána na CT vzorcích pomocí procedury popsané v ASTM normě při řízení napětí s R = 0.1. Bylo ukázáno, že rychlosti šíření obou typů trhlin jsou ve velmi dobrém souhlasu, pokud je použito srovnání pomocí J-integrálu a jsou uplatněny běžně přijímané předpoklady o efektu zavírání trhliny.
|
|
|
Měření mechanických vlastností tenkých vrstev pomocí nanokomprese
Kuběna, Ivo ; Hutař, Pavel ; Náhlík, Luboš ; Kruml, Tomáš
Meření mechanických vlastností mikrometrických objektů stále není běžná záležitost. Tato práce popisuje možnost meření mechanických vlastností tenkých vrstev použitím nanokomprese. Válcové vzorky s osou kolmou k rovině tenké vrstvy byly připraveny pomocí fokusovaného iontového svazku. Tyto vzorky byly deformovány pomocí nanoindentoru s plochým hrotem. Byly získány kompresní křivky, ze které je možno přímo měřit mez kluzu a deformační zpevnění. Pro stanovení Youngova modulu je třeba použít analýzu pomocí metody konečných prvků. Je ukázáno, že Youngův modul lze stanovit docela přesně, ačkoliv geomtrie vzorků není dokonalá.
|
|
|
Optimalizace přípravy mikrokompresních vzorků z tenkých vrstev pomocí fokusvaného iontového svazku
Kuběna, Ivo ; Kruml, Tomáš
Tento článek popisuje novou metodou měření mechanických vlastností tenkých vrstev, která kombinuje kompresní test pomocí nanoindentoru a přípravu vzorků pomocí fokusovaných iontových svazků. Článek je především zaměřen na popis přípravy mikrokompresních vzorků. Experimenty byly prováděny na tenké vrstvě Al – 1,5 hm.% Cu. Připravené válcové pilířky měly průměr cca 1,3 mikrometrů a jejich výška je dána tloušťkou vrstvy (2 mikrometry). Byl nalezen optimalizovaný postup přípravy mikrokompresních vzorků jak z hlediska požadované geometrie, tak z hlediska časové náročnosti přípravy. Popsaný postup přípravy vede k reprodukovatelnému tvaru pilířků. Úspěšně provedené kompresní zkoušky potvrdily vhodnost takto připravených vzorků pro mikrokompresní zkoušku.
|
host ::
RSS.