Mechanical properties of the cubic and hexagonal NbCo\(_2\) Laves phases studied by micromechanical testing

  • Micromechanical testing is combined with the diffusion couple technique to study the effect of chemical composition and crystal structure on mechanical properties of the NbCo\(_2\) Laves phase. By using the diffusion couple technique, diffusion layers of the C14, C15 and C36 NbCo\(_2\) Laves phases with concentration gradients covering the complete homogeneity ranges of these phases were grown. Single-phase and single-crystalline micropillars and micro-cantilevers of NbCo\(_2\) with different compositions were cut in the diffusion layers by the focused ion beam milling technique. The critical resolved shear stress and the fracture toughness at room temperature were measured by \(\textit {in situ}\) micropillar compression and micro-cantilever bending tests, respectively. The hardness and Young’s modulus of NbCo\(_2\) as a function of composition were probed on the diffusion couples by nanoindentation. Micropillar compression tests at 600 oC were performed to study the deformation of NbCo\(_2\) at elevated temperature.
  • Die Effekte der chemischen Zusammensetzung und Kristallstruktur auf die mechanischen Eigenschaften der NbCo\(_2\) Laves Phase wurden mit Hilfe einer Kombination mikromechanischer Testmethoden mit der Diffusionspaartechnik untersucht. Mittels der Diffusionspaartechnik wurden Diffusionsschichten der C14, C15 und C36 NbCo\(_2\) Laves Phase erzeugt deren Konzentrationsgradienten den kompletten Homogenitätsbereich dieser Phasen überdecken. Einphasige und einkristalline Mikrosäulen (micropillars) und Mikrobiegebalken der NbCo2 Laves Phasen mit unterschiedlichen Zusammensetzungen wurden in den Diffusionsschichten mittels einer Ionenfeinstrahlanlage (FIB) präpariert. Die kritische Schubspannung und die Bruchzähigkeit bei Raumtemperatur wurden per \(\textit {in situ}\) Druckversuche an den Mikrosäulen und Biegetests an den Mikrobalken gemessen. Das Verfahren der Nanoindentation wurde angewandt um die Härte und den E-Modul der NbCo\(_2\) Laves Phasen entlang des Konzentrationsgradienten in den Diffusionspaaren zu bestimmen.

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Metadaten
Author:Wei LuoGND
URN:urn:nbn:de:hbz:294-65399
DOI:https://doi.org/10.13154/294-6539
Referee:Gerhard DehmGND, Gunther EggelerORCiDGND
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2019/08/06
Date of first Publication:2019/08/06
Publishing Institution:Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek
Granting Institution:Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Maschinenbau
Date of final exam:2019/02/12
Creating Corporation:Fakultät für Maschinenbau
GND-Keyword:Laves-Phase; Mikromechanik; Mechanische Eigenschaft; Kristallstruktur; Bruchzähigkeit
Institutes/Facilities:Max-Planck-Institut für Eisenforschung, Düsseldorf
Dewey Decimal Classification:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften, Maschinenbau
faculties:Fakultät für Maschinenbau
Licence (German):License LogoKeine Creative Commons Lizenz - es gelten der Veröffentlichungsvertrag und das deutsche Urheberrecht