MECHANISMS FOR GRAIN BOUNDARY MIGRATION INVOLVING INTERACTIONS BETWEEN COMPONENT DISLOCATIONS

Abstract
Les joints de flexion [001] dans les films minces bicristallins d'or, caractérisés par les déviations occasionnelles des inclinations <100> et <110> symmétriques, ont été fabriqués par la déposition en vapeur, la croissance en epitaxie, et la coalescence réglée sur les substrats bicristallins de chlorure de sodium. Par la suite, la structure et les cinétiques de migration des joints de grains ont été enregistrées par microscopie électronique en transmission. La structure des joints de grains est caractérisée par des rangs des dislocations de flexion (a/2) <110> et/ou a<100>, dont espacements et répartitions sont en fonction de la désorientation des grains et l'inclination des joints. La migration des joints de grains est effectuée par une échange des dislocations de flexion avoisinantes sur les plans de glissement conjugués à former les dislocations de flexion a<100>, renversement de ce processus, et annihilation occasionnelle des dislocations de flexion (a/2) <110> du signe contraire. Certes réactions produisent une force motrice pour la migration des joints de grains ressemblant la force motrice de capillarité ordinaire pour un joint continu. Les résultats sont en bon accord avec les idées actuelles concernant la structure des joints de grains et les réactions entre les dislocations, et aident à l'élucidation des mécanismes atomiques pour la migration des joints de grains.

Abstract
[001] tilt boundaries in bicrystalline thin films of gold, characterized by occasional deviations from symmetric <100> and <110> inclinations, have been produced by a combination of vapor deposition, epitaxial growth, and controlled coalescence on [001] bicrystalline substrates of sodium chloride. Subsequently, grain boundary structure and migration kinetics are recorded in situ by transmission electron microscopy. Grain boundary structure is characterized by arrays of (a/2)<110> and/or a<100> edge dislocations, whose spacing and distribution depend on grain misorientation and grain boundary inclination. Grain boundary migration is effected by interchange of adjacent (a/2)<110> edge dislocations through glide on conjugate slip planes to form a<100> edge dislocations, reversal of this process, and occasional annihilation of (a/2)<110> dislocations of opposite sign. These reactions produce a driving force for grain boundary migration, similar to the usual capillary driving force for a continuum grain boundary. Results are in good agreement with current concepts of grain boundary structure and dislocation reactions, and help to elucidate atomic mechanisms for grain boundary migration.