재료탄소성학 [11] Twinning, Kink, Stacking Fault, Super-Lattice Dislocation

2025.02.04 - [재료탄소성학] - 재료탄소성학 [10] Edge/ Screw Dislocation, Pile up

재료탄소성학 [10] Edge/ Screw Dislocation, Pile up

 

 

 

 이번 시간에는 간단하게 몇 가지 현상들에 대해 알아보겠다.

 

 Twinning

 

 

 

 Twinning이란, Slip으로 인해 발생하는  거울상의 대칭 형태로 재배열되는 현상이다. 

보통 이로인해 발생하는 Defect은 Twin defect이라고 한다.

 

 

Kink

 

 Kink란 In-plane상에서 dislocation의 꼬임을 의미한다. 

 

 흔히들 jog와 많이 헷갈려하는데, jog와 달리 kink는 in-plane상에서 발생하는 꼬임이다.

 

각각 jog와 kink이다.

 

 

   Kink는 매우 불안정하기 때문에 꼬임을 풀고 짧아지려하는 특성을 지닌다. 이 과정에서 dislocation의 이동이 원활하게 발생하고, gliding의 가속화가 발생한다.

 

( Jog는 pinning으로 인해 이동이 억제되는 현상을 가진다.)

 

 

Kink의 풀림을 보여주는 그래프이다.

 

 

Stacking Fault

 

 Stacking Fault란, 결정 구조 내의 적층 순서(Stacking Sequence)가 정상 배열에서 벗어난 것을 의미한다.

2차원적인 결함으로, burger's vector가 평행하지 않고 각도를 가질때, stacking Fault구간이 발생한다.

 

 

 

 Stacking Fault가 발생한 곳에서는 면간 거리가 멀어 정상적인 적층구조보다 커지게된다.

 

Super-lattice Dislocation

 

 Super Lattice란 2개 이상의 atom이 주기적(특정한 비율과 순서)으로 배열된 것이다. 

일반적인 dislocation이 격자 내에서 이동을 할 때, 원자의 배열을 흐트러뜨리는 것과 다르게 초 격자(superlattice)내에서는 특정한 원소의 배열이 유지되어야한다. 각 원소가 정해진 위치에 자리잡아야 하는 것이다. 이로 인해 발생하는 특이한 현상이 superlattice dislocation이다.

 

 

 SuperLattice Dislocation에서는 특정 원소가 특정 위치에 있어야 하므로, 전위가 이동할 때 단순히 격자의 위치가 바뀌는 것이 아니라 원소의 순서도 맞춰져 있어야 하며 만일 이 순서가 깨질때는 에너지가 크게 발생한다.

 

Partial Dislocation (전위 분해)
: 초격자(super lattice) 내에서 전체 전위 대신 여러개의 부분 전위가 발생하는 것으로, 한 번에 전체적인 이동을 하는 것이 아닌 여러 단계로 나누어 이동을 하기 때문에 이 과정에서 중간에 anti- phase Boundary(APB)가 형성된다. 

Anti-Phase Boundary(APB)
: APB는 전위가 이동하며 원자배열의 순서가 부분적으로 뒤바뀐 영역으로 에너지 상태를 크게 변화시켜 전위의 안정성과 이동성을 결정하는 중요한 역할을 한다.