Drag and drop of pores during grain boundary migration

Abstract

Untersucht werden die Wechselwirkungen zwischen Poren und Korngrenzen in Polykristallen, insbesondere das Ziehen einer Pore mit und die Separation einer Pore von einer wandernden Korngrenze. Zwei relevante Transportmechanismen werden betrachtet: Oberflächendiffusion an der Pore-Festphasen Grenze und Volumendiffusion durch eine fluidgefüllte Pore. Die Mobilität einer gezogenen Pore und die kritische Geschwindigkeit, bei der sich eine Pore von einer wandernden Korngrenze löst, werden berechnet, und der Einfluss von Poren auf die Korngrenzwanderung abgeschätzt. Kritische Geschwindigkeit und Porenmobilität werden in kompakter analytischer Form angegeben und zur Abschätzung der Beiträge der beiden Transportmechanismen verwendet. Es wird gezeigt, dass fluidgefüllte Poren dazu tendieren an Korngrenzen haften zu bleiben und über schnelle Korngrenzdiffusion aus dem System entfernt zu werden, während gasgefüllte Poren sich leichter von Korngrenzen lösen und in einem Korn eingeschlossen werden.