Elsevier

Acta Metallurgica

Volume 7, Issue 3, March 1959, Pages 163-170
Acta Metallurgica

The kinetics of grain boundary grooving in copperLa cinetique du “creusement” de frontieres de grains dans le cuivreDie kinetik der furchenbildung an korngrenzen von kupfer

https://doi.org/10.1016/0001-6160(59)90069-0Get rights and content

Abstract

In an earlier paper the diffusion equation associated with grain boundary grooving was solved and it was concluded that surface diffusion was the dominant transport mechanism for copper. For this mechanism the theory predicts that the shape of the groove profile has a time independent form and that the groove width and depth increase linearly with t14. These two predictions have been tested by studying the grooving of tilt boundaries in copper annealed in dry hydrogen at 930°C and 1035°C. Both predictions agree with the experimental results. The validity of the theory allows one to calculate the surface diffusion coefficient, Ds. The advantages of this method of determining Ds are discussed.

Résumé

Dans un article précédent, l'équation de diffusion associée au “creusement” d'une frontière de grain a été résolue et on a conclu que la surface de diffusion était le mécanisme dominant de transport pour le cuivre. Pour ce mécanisme, la théorie prédit que la forme du profil du sillon est indépendante du temps et que la largeur et la profondeur s'accroissent linéairement suivant t14. Ces deux prévisions ont été vérifiées en étudiant le creusement de frontières diversement orientées dans du cuivre recuit dans de l'hydrogène sec à 930°C et 1035°C.

Ces deux prédictions sont en accord avec les résultats expérimentaux. La validité de la théorie permet de calculer les coefficients de diffusion superficielle, Ds. Les auteurs discutent enfin les avantages de cette méthode pour la détermination de Ds.

Zusammenfassung

In einer früheren Arbeit wurde die Diffusionsgleichung, die mit der Furchenbildung an Korngrenzen verknüpft ist, gelöst und der Schluss gezogen, dass bei Kupfer die Oberflächendiffusion der vorherrschende Transportmechanismus ist. Für diesen Mechanismus sagt die Theorie voraus, dass die Gestalt des Furchenprofils nicht von der Zeit abhängt und dass die Breite und die Tiefe der Furchen linear mit t14 anwächst. Beide Voraussagen wurden geprüft durch eine Untersuchung der Furchenbildung an Neigungskorngrenzen von Kupfer, welches bei 930°C und 1035°C in trockenem Wasserstoff geglüht worden war. Beide Voraussagen stimmen mit den experimentellen Befunden überein. Die Richtigkeit der Theorie ermöglicht die Berechnung des Oberflächendiffusionskoeffizienten Ds. Die Vorteile dieser Bestimmungsmethode für Ds werden erörtert.

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  • Thermal ridges – Formation of hillock-like structures in deformed bulk nickel

    2022, Acta Materialia
    Citation Excerpt :

    One surface topography feature of note is the thermal groove which forms at triple lines where a GB emerges at the surface [8]. The shape and size of these grooves yield important information on the kinetics of surface diffusion [8,9], thermodynamics of the GBs [8,10–15], anisotropy of surface energy [16–19], and kinetics of GB migration [4,20–22]. GB grooves affect GB migration only in the immediate vicinity of free surfaces and, therefore, they can affect the overall kinetics of microstructure evolution only in cases when grain size is comparable to the extrinsic sample dimensions.

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formerly Westinghouse Res. Lab.

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