Regensburg 2002 – wissenschaftliches Programm

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M: Metallphysik

M 1: Mechanische Eigenschaften I

M 1.1: Fachvortrag

Montag, 11. März 2002, 11:00–11:15, H16

Atomistische Simulationen zur Dynamik von Stufenversetzungen: Trägheits-, Dissipations- und Oberflächeneffekte — •Erik Bitzek^1,2 und Peter Gumbsch^2,3 — ¹Max-Planck-Institut für Metallforschung, Stuttgart — ²Institut für Zuverlässigkeit von Bauteilen und Systemen, Universität Karlsruhe — ³Fraunhofer Institut für Werkstoffmechanik, Freiburg

Zur Beschreibung der Dynamik der Versetzungsbewegung ist die Kenntnis materialspezifischer Versetzungseigenschaften wie der Peierls Spannung, der Dissipationskoeffizienten und der effektiven Masse erforderlich. Es wird eine Methode vorgestellt, diese Größen aus atomistischen Simulationen einer beschleunigten Stufenversetzung zu erhalten. Dazu wird die Reaktion einer Stufenversetzung in einer dünnen Schicht (Nickel, EAM-Potential) auf angelegte Scherspannungen bei verschiedenen Temperaturen analysiert. Mit entsprechenden Randbedingungen in Linenrichtung kann gezeigt werden, dass eine {111}-Oberfläche eine konstante Pinning- bzw. Reibkraft auf eine durchstoßende Versetzung ausübt.

Aufgrund ihrer trägen Masse können Versetzungen kurzreichweitige Hindernisse dynamisch überwinden. Eine Oberflächenstufe, die von einer Stufenversetzung geschnitten wird, dient hier als Modellsystem. Die Ergebnisse lassen sich im Rahmen einer Energiebetrachtung erklären. Dynamische Effekte können auch bei Raumtemperatur signifikate Auswirkungen haben. Zuletzt wird die Bedeutung von dynamischen Effekten auf die Versetzungsbewegung durch einen Hinderniswald besprochen.