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Tensile Properties of 111-Oriented Nanotwinned Cu with Different Columnar Grain Structures

机译：不同柱状晶粒结构的111取向纳米孪晶铜的拉伸性能

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摘要

We performed tensile tests on highly <111>-oriented nanotwinned copper (nt-Cu) foils with different columnar grain structures. For a systematic study, we altered the microstructure of the foils by tuning the electroplating electrolyte and annealing temperatures under a nitrogen atmosphere. The results show that the yield strength ranges from 300 to 700 MPa, and elongation spans from 5% to 25%. Knowing the measured twin spacing and average grain size, and combining the confined layer slip with the Hall–Petch equation, we calculated the theoretical yield strength of the nt-Cu with different microstructures, and the theoretic values match the experiment results. Owing to the unique crystal orientation properties of <111>-oriented columnar grains, dislocations induced by slip are very limited. The Schmid factor of grains along the tensile axis direction is highly identical, so the plastic deformation is much more suitably explained by the Schmid factor model. Thus, we replace the Taylor factor with the Schmid factor in the slip model of nt-Cu.
机译：我们对具有不同柱状晶粒结构的高度<111>取向的纳米孪晶铜（nt-Cu）箔进行了拉伸试验。为了进行系统的研究，我们通过调整电镀电解质和氮气氛下的退火温度来改变箔的微观结构。结果表明，屈服强度范围为300至700 MPa，伸长率范围为5％至25％。了解了测得的孪晶间距和平均晶粒尺寸，并将有限的层滑度与Hall-Petch方程相结合，我们计算了具有不同微观结构的nt-Cu的理论屈服强度，其理论值与实验结果相符。由于<111>取向的柱状晶粒独特的晶体取向特性，滑移引起的位错非常有限。沿拉伸轴方向的晶粒的Schmid因子高度相同，因此通过Schmid因子模型可以更恰当地解释塑性变形。因此，我们在nt-Cu滑移模型中用Schmid因子替换了Taylor因子。

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