Stacking fault energy in sapphire (α-Al 20 3)

• Published in: Acta metallurgica 1984-01, Vol.32 (1), p.97-105
• Main Authors: Lagerlöf, K.D.P., Mitchell, T.E., Heuer, A.H., Rivière, J.P., Cadoz, J., Castaing, J., Phillips, D.S.
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Condensed matter: structure, mechanical and thermal properties; Defects and impurities in crystals; microstructure; Exact sciences and technology; Physics; Stacking faults and other planar or extended defects; Structure of solids and liquids; crystallography
• ISSN: 0001-6160
• DOI: 10.1016/0001-6160(84)90206-2

Stacking faults associated with climb-dissociated basal and prism plane dislocations in sapphire (α-Al 2O 3) after plastic deformation at elevated temperatures have been studied. In both cases, the fault vector is 1 3 〈101̄0〉 and it is only the cation sublattice which is faulted. The fault energy on and planes are similar, between 0.1 and 0.25 J/m 2. Analysis of the geometry of the 1 3 〈101̄0〉 fault show that one vacancy and two distinct interstitial faults are possible in this structure; one of the interstitial faults is thought to have the lowest energy. Nous avons étudié les fautes d'empilement associées à la dissociation par montée des dislocations introduites par glissements basai et prismatique dans le saphir α-Al 2O 3. Dans les deux cas, le vecteur de faute est 1 3 〈101̄0〉 et seulement le sous-réseau cationique est fauté. Les énergies de fautes sur les plans sont analogues et comprises entre 0,1 et 0,25 J/m 2. L'analyse de la géométrie des fautes montre que une faute lacunaire et deux fautes interstitielles peuvent exister; il est probable que c'est l'une des fautes interstitielles qui a la plus basse énergie. Die Stapelfehler, die durch Kletter-Dissoziation von Versetzungen auf Basis- und Prismenebenen in Saphir (α-Al 2O 3) nach plastischer Verformung bei höheren Temperaturen vorliegen, wurden untersucht. In beiden Fällen ist der Verschiebungsvektor 1 3 〈101̄0〉; der Stapelfehler liegt ausschlieβlich im Kation-Untergitter. Die Energien der Stapelfehler auf den Ebenen sind ähnlich; sie liegen zwischen 0,1 und 0,25 J/m 2. Aus einer geometrischen Analyse des 1 3 〈101̄0〉-Fehlers folgt, daβ ein Leerstellen- und zwei Zwischengitteratom-Stapelfehler in dieser Struktur möglich sind. Einer der Stapelfehler vom Zwischengitteratomtyp hat wahrscheinlich die niedrigste Energie.