Creep ở nhiệt độ cao trong garnet 2-3-4: Ca3Ga2Ge3O12

Journal of Materials Science - Tập 34 - Trang 4783-4791 - 1999
V. Voegelé1, B. Liu2, P. Cordier1, Z. Wang2, H. Takei3, P. Pan3, S. Karato2
1L.S.P.E.S. ESA 8008, Bat. C6, Université des Science et Technologies de Lille, Villeneuve D'Ascq Cedex, France
2Department of Geology and Geophysics, University of Minnesota, Minneapolis, USA
3Department of Engineering, Osaka University, Toyonaka, Osaka, Japan

Tóm tắt

Quá trình biến dạng dẻo nhiệt độ cao trong một tinh thể đơn của garnet 2-3-4, Ca3Ga2Ge3O12, đã được nghiên cứu. Một tinh thể đơn Ca3Ga2Ge3O12 được tạo ra bằng phương pháp Czochralski đã bị biến dạng nén trong không khí dọc theo 〈100〉 hoặc 〈110〉 ở nhiệt độ từ 1472 đến 1573 K (T/Tm = 0,90–0,96). Các mẫu thể hiện khả năng kháng creep cao hơn so với các garnet 3-3 khác, cụ thể là ứng suất chảy ở tốc độ biến dạng 4 × 10−6 s−1 là khoảng 200–400 MPa trong khoảng nhiệt độ này. Quan sát TEM về cấu trúc việt vị cho thấy rất ít bằng chứng về sự leo lên và biến dạng dẻo trong garnet này dường như chỉ xảy ra thông qua trượt việt vị, chủ yếu sử dụng các hệ thống trượt 1/2〈111〉{110}. Các việt vị với b = 〈100〉 thường được quan sát nhưng chúng được hiểu là sản phẩm của các phản ứng việt vị giữa 1/2〈111〉. Tinh thể đơn được sử dụng chứa một số kết tủa mà đã phát triển trong quá trình tôi luyện và cũng trong quá trình biến dạng. Những kết tủa này hoạt động như là nguồn gốc tạo ra việt vị nhưng không có bằng chứng cho thấy ảnh hưởng đáng kể của chúng đến sức mạnh chống creep được quan sát thấy. Đạo luật chảy chuẩn hóa của Ca3Ga2Ge3O12 tương tự như các garnet oxit 3-3 khác (ví dụ, YAG, GGG), nhưng ngược lại với các garnet 3-3, những việt vị ổn định hơn và do đó ít di động hơn có một thành phần cạnh lớn.

Từ khóa

#garnet #Ca3Ga2Ge3O12 #biến dạng dẻo #creep #việt vị

Tài liệu tham khảo

J. Rabier and H. Garem, in “Deformation of Ceramic Materials II,” edited by R. E. Tressler and R. C. Bradt (Plenum Press, New York, 1984) p. 187. A. E. Ringwood, Geochim. Cosmochim. Acta 55 (1991) 2083. M. Akaogi and S. Akimoto, Phys. Earth Planet. Inter. 15 (1977) 90. S. Karato, Z. Wang, B. Liu and K. Fujino, Earth Planet. Sci. Lett. 130 (1995) 13. J. Rabier, P. Veyssiere and J. Grilhe, Phys. Stat. Sol. (a) 35 (1976) 259. P. Pan, T. Yamazaki, A. Sugimoto, K. Yamazaki and H. Takei, Jpn. J. Appl. Phys. 34 (1995) 515. J. Ando, K. Fujino and T. Takeshita, Phys. Earth Planet. Inter. 80 (1993) 105. N. Doukhan, V. Sautter and J.-C. Doukhan, ibid. 82 (1994) 195. D. Cherns and A. R. Preston, in Proceedings of Eleventh International Congress on Electron Microscopy (Kyoto, 1986) Vol. 1, p. 721. M. Tanaka, R. Saito, K. Ueno and Y. Harada, J. Electron Microscopy 29 (1980) 408. D. Cherns and J. P. Morniroli, Ultramicroscopy 53 (1994) 167. M. F. Ashby and L. M. Brown, Phil. Mag. 8 (1963) 1083 and 1649. M. Sarikaya and J. M. Howe, Ultramicroscopy 47 (1992) 145. Z. Wang, S. Karato and K. Fujino, Phys. Chem. Mineral. 23 (1996) 73. P. Cordier, P. Raterron and Y. Wang, Phys. Earth Planet. Inter. 97 (1996) 121. V. Voegele, J. Ando, P. Cordier and R. C. Liebermann, ibid. 108 (1998) 305. V. Voegele, P. Cordier, V. Sautter, T. G. Sharp, J. M. Lardeaux and F. O. Marques, ibid. 108 (1998) 319. J. Rabier, P. Veyssiere, H. Garem and J. Grilhe, Philos. Mag. 39 (1979) 693. H. Carstens, Contr. Mineral. Petrol. 24 (1969) 348. S. J I and J. Martignole, Journal of Structural Geology 16 (1994) 985. J. Chen, Q. Wang, M. Zhai and K. Ye, Science in China (D) 39 (1996) 18. T. F. Roth, R. K. Mishra and G. Thomas, J. Appl. Phys. 52 (1981) 219. H. J. Frost and M. F. Ashby, “Deformation Mechanism Maps” (Pergamon Press, Oxford, 1982) p. 167.