Análisis de los límites de grano en metales (APT)

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Las propiedades funcionales de muchos metales y aleaciones se determinan por medio de la distribución química y/o morfológica de los granos cristalográficos en el material. Las propiedades de las regiones donde se juntan los granos (límites de grano) con frecuencia determinan la formación, evolución y estabilización (o disolución) de los granos y como tales, la caracterización de los límites del grano (GB) es de gran importancia en estudios de materiales.

Análisis de límite de grano en acero


Aunque se han empleado previamente los métodos de haz de iones focalizados (FIB) para preparar las muestras para la tomografía de sonda atómica de materiales que contienen límites de granos, se han combinado los métodos de definición de FIB estándares con una metodología de extracción de FIB.

Se extrae de la muestra una cuña de material que contiene un límite de grano de tal modo que este límite corra a lo largo del lado largo de la cuña. Se pueden ver claramente desde la vista lateral (denotada por las flechas en la imagen izquierda superior) que pequeñas piezas de la cuña se unen a múltiples puntas de los portadores coupon™ de micropunta. Se pueden fabricar múltiples especímenes que contienen el mismo GB (límite de grano) en este modelo, cada uno definido hasta obtener el radio final requerido usando el fresado de FIB anular.
En la imagen de la parte superior derecha se muestra un ejemplo de los mapas de átomos de carbón de dos distintos análisis de acero. Solamente se muestran las posiciones de los átomos de carbón, los restantes se eliminaron para tener mayor claridad.

Segregación de límite de grano en una aleación de Ni-Mn


La adición de Mn mejora de forma significativa la estabilidad térmica de películas de Ni electrodepositadas por medio de segregación en los límites de grano y a través de la formación de partículas de segunda fase que impide la movilidad del límite del grano. La siguiente imagen muestra la reconstrucción en 3D de una aleación de Ni-Mn electrodepositada recocida a 600°C por 1 hora, revelando la segregación de C en el límite del grano y la presencia de precipitado rico en Mn.

Datos cortesía de Dr. Emmanuelle Marquis, adquiridos en una sonda atómica LEAP en Sandia National Laboratories.