TEM observation and MD simulation of frank partial dislocation climbing in Al-Cu alloy

Al-Cu合金のフランク部分転位クライミングのその場TEM観察とMDシミュレーション

Chen, J.*; 吉田 健太*; 鈴土 知明   ; 嶋田 雄介*; 井上 耕治*; 今野 豊彦*; 永井 康介*

Chen, J.*; Yoshida, Kenta*; Suzudo, Tomoaki; Shimada, Yusuke*; Inoue, Koji*; Konno, Toyohiko*; Nagai, Yasuyoshi*

高分解能透過型電子顕微鏡(HRTEM)を用いてその場電子照射により、アルミニウム-銅(Al-Cu)合金のフランクループの発達を0.12nmの原子スケールの空間分解能で視覚化した。FCC-Al格子の[110]方向に沿ったその場HRTEM観察では、固有の積層欠陥の境界となるフランク部分転位は、純Al参照サンプルの場合とは異なり、112方向に沿って非対称の上昇を示した。この時の弾き出し損傷率は0.055-0.120dpa/sであった。分子動力学シミュレーションによって、この部分転位の非対称上昇はギニア-プレストンゾーン(GPゾーン)でのCu-Cu結合によるピン止め効果として説明された。

In situ electron irradiation using high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM) was performed to visualize the Frank loop evolution in aluminium-copper (Al-Cu) alloy with an atomic-scale spatial resolution of 0.12 nm. The HRTEM observation along the [110] direction of the FCC-Al lattice, Frank partial dislocation bounding an intrinsic stacking fault exhibited an asymmetrical climb along the 112 direction opposed to those in the reference pure Al under an electron irradiation, with a corresponding displacement-per-atom rate of 0.055-0.120 dpa/s. The asymmetrical climb of the partial dislocation was described as pinning effects due to Cu-Cu bonding in Guinier-Preston zones by a molecular dynamics simulation.