Nanoscale AFM and TEM Observations of Elementary Dislocation Mechanisms

این پایان نامه به فرآیندهای نابجایی اولیه می پردازد که در آلیاژهای تک کریستالی مبتنی بر Fe-Al رخ می دهند و مطابقت بین توزیع نابجایی در داخل کریستال ها را که با میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) مشخص می شود و الگوهای سطح مشاهده شده با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) بررسی می کند. آلیاژهای Fe-Al با درجات مختلف سفارش تهیه و در دمای محیط در محل در داخل دستگاه AFM تحت فشار قرار گرفتند و تغییر شکل دادند. تکامل ساختارهای خط لغزش در توالی تصاویر AFM و نوارهای لغزش مواج ثبت شد، در حالی که لغزش متقاطع در نوک نوار لغزش و خطوط لغزش ظریف همگن نیز شناسایی شدند. علاوه بر این، این پایان نامه تکنیکی را برای ساختن نمایش های سه بعدی از نابجایی های مشاهده شده توسط TEM بدون مشکلات غیرقابل تحمل توموگرافی توسعه می دهد و مدل های سه بعدی ساختارهای دررفتگی را ایجاد می کند. به طور کلی، این پایان نامه توافق خوبی بین مشاهدات AFM و TEM پیدا می کند که ارزش AFM را به عنوان یک ابزار مرتبط برای مطالعه نابجایی ها تأیید می کند.

This thesis addresses elementary dislocation processes occurring in single-crystalline alloys based on Fe-Al, and investigates correspondences between dislocation distribution inside crystals characterized by transmission electron microscopy (TEM) and surface patterns observed using atomic force microscopy (AFM). Fe-Al alloys with different degrees of ordering were prepared and deformed in compression at ambient temperature in-situ inside the AFM device. The evolution of slip line structures was captured in the sequences of AFM images and wavy slip bands, while cross slip at the tip of the slip band and homogeneous fine slip lines were also identified. Further, the thesis develops a technique for constructing 3D representations of dislocations observed by TEM without the prohibitive difficulties of tomography, and creates 3D models of dislocation structures. Generally speaking, the thesis finds good agreement between AFM and TEM observations, confirming the value of AFM as a relevant tool for studying dislocations.