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Determination of the anisotropy of surface energy of metals—II: Experimental γ-plot of gold

1966; University of Toronto Press; Volume: 14; Issue: 9 Linguagem: Inglês

10.1016/0001-6160(66)90192-1

1878-0768

W. L. Winterbottom, N.A. Gjostein,

Metal and Thin Film Mechanics

The orientation dependence of the surface tension of gold has been experimentally determined by means of a twin-boundary grooving technique. At a temperature of 1030°C in a hydrogen atmosphere the γ-plot for gold was found to be cusped at the {111} and {100} orientations with knife-edge grooves occurring along the zones between the 〈111〉 and 〈100〉 and the 〈111〉 and 〈110〉 poles. A qualitative similarity was found between the results and the predictions of the simple pairwise-interaction model at finite temperatures. With the application of the analysis described in Part I to our data several features in the γ-plot have been distinguished for the first time. One of these is a region of positive curvature in the γ surface along the [110] zone near the [111] pole in the γ-plot. Good agreement was found between the morphologies of the boundary grooves and surface scratches observed in other studies and the morphological features predicted from the experimental γ-plot. L'influence de l'orientation de la tension de surface de l'or a été déterminée expérimentalement au moyen de la technique de croissance des joints de made. A une température de 1030°C dans une atmosphère d'hydrogène la courbe de γ pour l'or montre un point de rebroussement aux orientations {111} et {100} avec des rayures en lame de couteaux ayant lieu le long des zones entre les pôles 〈111〉 et 〈100〉 et les pôles 〈111〉 et 〈110〉. Une similitude qualitative a été trouvée entre les résultats et les prévisions d'un modèle simple d'interaction á températures limites. Avec l'application de l'analyse décrite dans la partie I á nos données, plusieurs particularités ont été observées dans les courbes de γ pour les temps initiaux. Une de celle-ci est une région de courbure positibe dans la surface γ le long de la zone [110] jusqu'au pole [111] dans la courbe de γ. Une bonne concordance a été observée entre la morphologie des joints des rayures et les grattes de surface observées dans d'autres études et les particularités morphologiques préditent á partir des courbes expérimentales de γ. Die Orientierungsabhängigkeit der Oberflächenspannung von Gold wurde experimentell mit einer Zwillingsgrenzenätzmethode bestimmt. Bei 1030°C in einer Wasserstoffatmosphäre zeigt das γ-Diagramm für Gold eine Spitze bei den Orientierungen {111} und {100}. Messerscharfe Rillen erscheinen entlang der Zonen zwischen den Polen 〈111〉 und 〈100〉 und den Polen 〈111〉 und 〈110〉. Es wurde eine qualitative Übereinstimmung gefunden zwischen diesen Resultaten und den Voraussagen des einfachen Modells der paarweisen Wechselwirkung bei endlichen Temperaturen. Durch Anwendung der in Teil I beschriebenen Analyse auf unsere Daten konnten zum ersten Mal diverse Erscheinungen in dem γ-Diagramm unterschieden werden, so z.B. ein Gebiet mit positiver Krümmung in der γ-Oberfläche entlang der [110]-Zone nahe dem [III]-Pol im γ-Diagramm. Gute Übereinstimmung wurde gefunden zwischen der Morphologie von Grenzrillen und Oberflächenkratzern auf Grund anderer Untersuchungen und den morphologischen Erscheinungen nach Aussage des experimentellen γ-Diagramms.