journal article·2013-11Open access

Nanoindentation behavior of nanotwinned Cu: Influence of indenter angle on hardness, strain rate sensitivity and activation volume

In-Chul Choi, Yong-Jae Kim, Y. Morris Wang, Upadrasta Ramamurty, Jae-il Jang

Acta Materialia· Volume 61· Issue 19

Abstract

Abstract The influence of strain on the mechanical properties and deformation kinetic parameters of nanotwinned (nt) copper is investigated by a series of nanoindentation experiments, which were performed by employing sharp indenters with five varying centerline-to-face angles ( ψ ). Comparison experiments were also conducted on (1 1 0) single crystalline Cu. Experimental results indicate that, unlike coarse-grained materials, nt-Cu is prone to plastic flow softening with large material pile-up around the indentation impression at high levels of strains. Localized detwinning becomes more significant with decreasing ψ , concomitant with reduced strain-rate sensitivity ( m ) and enhanced activation volume ( V * ). The m of nt-Cu is found to depend sensitively on ψ with a variation of more than a factor of 3, whereas V * exhibits a much less sensitive trend. This paper discusses the validation of the experimental techniques and the implications of various deformation kinetic parameters on the underlying deformation mechanisms of nt-Cu.
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Research context

OpenAlex topics: Metal and Thin Film Mechanics · Microstructure and mechanical properties · Advanced materials and composites

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