In-situ TEM observation under tensile loading in bubble dispersion strengthen copper

バブル分散強化銅における引張荷重下でのTEM内その場観察

Shi, S.*; 大野 直子*; 鵜飼 重治*; 林 重成*; 東郷 広一*; 福元 謙一*; 阿部 陽介  

Shi, S.*; Ono, Naoko*; Ukai, Shigeharu*; Hayashi, Shigenari*; Togo, Koichi*; Fukumoto, Kenichi*; Abe, Yosuke

放電プラズマ焼結(SPS)によるPMMA有機ポリマー粉末の熱分解ガスを利用してバブル分散強化(BDS)銅を創製した。引張荷重下でのTEM内その場観察により、バブルからの転位の離脱角度を解析し運動転位に対するピン止め力を評価した。TEM観察により、Cu-5volPMMAにおいて均質な分散バブルが示され、平均バブルサイズは約10nmであった。実験解析により、分散バブルは銅の強化に寄与し、バブルからの転位の離脱角は79であることが分かった。この値は、同じ試料を用いたビッカース硬さ試験から評価した相互作用角度74と整合することが示された。

Bubble dispersion strengthened (BDS) copper was synthesized by using the dissociated gases of the poly methyl methacrylate (PMMA) during Spark Plasma Sintering (SPS). By in-situ TEM observation under tensile loading, we analyzed a detachment angle of the dislocation from the bubble, and evaluated the pinning force of bubble for the moving dislocations. TEM observation showed homogeneously dispersed bubbles in Cu-5volPMMA and average bubble size was about 10 nm in diameter. It was analyzed that dispersed bubbles can strengthen copper with an angle 79 at dislocation detached from bubbles, which was consistent with the interaction angle 74 estimated by Vickers hardness measurement of the same specimen.