Building Hierarchical Martensite

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftForschungsartikelBeigetragenBegutachtung

Beitragende

  • Stefan Schwabe - , Professur für Metallische Werkstoffe und Metallphysik (gB/IFW), Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden, Technische Universität Dresden (Autor:in)
  • Robert Niemann - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Anja Backen - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Daniel Wolf - , Professur für Physikalische Messtechnik, Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Christine Damm - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Tina Walter - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)
  • Hanuš Seiner - , Czech Academy of Sciences (Autor:in)
  • Oleg Heczko - , Czech Academy of Sciences (Autor:in)
  • Kornelius Nielsch - , Professur für Metallische Werkstoffe und Metallphysik (gB/IFW), Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden, Technische Universität Dresden (Autor:in)
  • Sebastian Fähler - , Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden (Autor:in)

Abstract

Martensitic materials show a complex, hierarchical microstructure containing structural domains separated by various types of twin boundaries. Several concepts exist to describe this microstructure on each length scale, however, there is no comprehensive approach bridging the whole range from the nano- up to the macroscopic scale. Here, it is described for a Ni-Mn-based Heusler alloy how this hierarchical microstructure is built from scratch with just one key parameter: the tetragonal distortion of the basic building block at the atomic level. Based on this initial block, five successive levels of nested building blocks are introduced. At each level, a larger building block is formed by twinning the preceding one to minimize the relevant energy contributions locally. This naturally explains the coexistence of different types of twin boundaries. The scale-bridging approach of nested building blocks is compared with experiments in real and reciprocal space. The approach of nested building blocks is versatile as it can be applied to the broad class of functional materials exhibiting diffusionless transformations.

Details

OriginalspracheEnglisch
Aufsatznummer2005715
FachzeitschriftAdvanced functional materials
Jahrgang31
Ausgabenummer7
PublikationsstatusVeröffentlicht - 10 Feb. 2021
Peer-Review-StatusJa

Schlagworte

Schlagwörter

  • martensitic microstructures, shape memory alloys, twin boundaries, twins-within-twins