Внутреннее трение на границах зерен в нанокристаллическом материале с порами

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Рассматривается математическая модель внутреннего трения в поликристаллическом материале с наномасштабным размером зерен. Их границы содержат поры, как в тройных стыках зерен, так и между ними. Под действием переменных нормальных границе напряжений плоские участки границы являются периодически действующими источниками и стоками вакансий. Вследствие наличия этих потоков осуществляется взаимное смещение смежных зерен. В зависимости от температуры диффузионная длина вакансий меньше, либо сравнивается с расстоянием между порами. На графике зависимости внутреннего трения от температуры имеется излом между прямолинейными участками. Из положения излома можно оценить средний размер плоских участков границы. Эффективная энергия активации процесса в этих случаях зависит от температуры и различается в два раза. При температурах, когда концентрация тепловых вакансий в границе превышает геометрически необходимую величину концентрации структурных вакансий, энергия активации еще более увеличивается. Температура перехода к этому значению определяется степенью неравновесности структуры границы.

Об авторах

Виктор Геннадьевич Кульков

Национальный исследовательский университет «Московский Энергетический Институт

Национальный исследовательский университет «Московский Энергетический Институт, Филиал в г. Волжский

Валентина Викторовна Кулькова

Национальный исследовательский университет «Московский Энергетический Институт

Национальный исследовательский университет «Московский Энергетический Институт, Филиал в г. Волжский

Список литературы

  1. Гусев, А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии / А.И. Гусев. - М.: Физматлит, 2005. - 416 с.
  2. Matsui, I. Relationship between grain boundary relaxation strengthening and orientation in electrodeposited bulk nanocrystalline Ni alloys / I. Matsui, M. Kanetake, H. Mori, Y. Takigawa, K. Higashi // Materials Letters. - 2017. - V. 205. - P. 211-214. doi: 10.1016/j.matlet.2017.06.094.
  3. Varshney, P. Effect of grain boundary relaxation on the corrosion behaviour of nanocrystalline Ni-P alloy / P. Varshney, S. Chhangani, M.J.N.V. Prasad, S. Pati, S. Gollapudi // Journal of Alloys and Compounds. - 2020. - V. 830. - Art. № 154616. - 9 p. doi: 10.1016/j.jallcom.2020.154616.
  4. Мулюков, Р.Р. Сверхпластичность ультрамелкозернистых сплавов: Эксперимент, теория, технологии / Р.Р. Мулюков, Р.М. Имаев, А.А. Назаров и др.; под ред. Р.Р. Мулюкова и др. - М.: Наука, 2014. - 284 с.
  5. Nazarov, A.A. On the structure, stress fields and energy of nonequilibrium grain boundaries / A.A. Nazarov, A.E. Romanov, R.Z. Valiev // Acta Metallurgica et Materialia. - 1993. - V. 41. - I. 4. - P. 1033-1040. doi: 10.1016/0956-7151(93)90152-I.
  6. Чувильдеев, В.Н. Неравновесные границы зерен в металлах. Теория и приложения / В.Н. Чувильдеев. - М.: Физматлит, 2004. - 304 с.
  7. Shabashov, V.A. Deformation-induced nonequilibrium grain-boundary phase in submicrocrystalline iron/ V.A. Shabashov, V.V. Ovchinnikov, R.R. Mulyukov, R.Z. Valiev, N.P. Filippova // Nanostructured Materials. - 1999. - V. 11. - I. 8. - P. 1017-1029. doi: 10.1016/S0965-9773(99)00383-9.
  8. Андриевский, Р.А. Прочность наноструктур / Р.А. Андриевский, А.М. Глезер // Успехи физических наук. - 2009. - Т. 179. - Вып. 337. - С. 337-358. doi: 10.3367/UFNr.0179.200904a.0337.
  9. Chai, Z. The kinetics of nanostructural relaxation in electrodeposited Ni upon low-temperature annealing: an in-situ X-ray diffraction investigation / Z. Chai, Z. Yu, X. Chen // Journal of Materials Research and Technology. - 2022. - V. 18. - P. 4099-4103. doi: 10.1016/j.jmrt.2022.04.098.
  10. Бетехтин, В.И. Влияние противодавления при равноканальном угловом прессовании на образование нанопористости в ультрамелкозернистой меди / В.И. Бетехтин, Е.Д. Табачникова, А.Г. Кадомцев, М.В. Нарыкова, R. Lapovok // Письма в журнал технической физики. - 2011. - Т. 37. - Вып. 16. - С. 52-55.
  11. Бетехтин, В.И. Нанопористость ультракристаллических алюминия и сплава на его основе / В.И. Бетехтин, А.Г. Кадомцев, V. Sklenicka, I. Saxl // Физика твердого тела. - 2007. - Т. 49. - Вып. 10. - С. 1787-1790.
  12. Hartland, P. Grain growth with boundary pores / P. Hartland, A.G. Crocker, M.O. Tucke // Journal of Nuclear Materials. - 1988. - V. 152. - I. 2-3. - P. 310-322. doi: 10.1016/0022-3115(88)90342-X.
  13. Blanter, M.S.Internal friction in metallic materials. A handbook / M.S. Blanter, I.S. Golovin, H. Neuhauser, H.-R. Sinning // In: Springer Series in Materials Science. - V. 90. - Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, 2007, - XVII, 542 p. doi: 10.1007/978-3-540-68758-0.
  14. Дешевых, В.В. Высокотемпературный фон внутреннего трения в нанокомпозиционном материале / В.В. Дешевых, В.Г. Кульков, Л.Н. Коротков, Д.П. Тарасов // Композиты и наноструктуры. - 2012. - № 2 (14). - С. 24-34.
  15. Alfreider, M. Probing defect relaxation in ultra-fine grained Ta using micromechanical spectroscopy / M. Alfreider, I. Issa, O. Renk, D. Kiener // Acta Materialia. - 2020. - V. 185. - P. 309-319. doi: 10.1016/j.actamat.2019.12.011.
  16. Кульков, В.Г. Зернограничное внутреннее трение в пористом ультрамелкозернистом материале / В.Г. Кульков, В.В. Кулькова // Альтернативная энергетика и экология. - 2015. - № 17-18. - С. 100-104. doi: 10.15518/isjaee.2015.17-18.014.
  17. Кульков, В.Г. Внутреннее трение на границах зерен, содержащих протяженные поры / В.Г. Кульков, А.А. Сыщиков // Письма в журнал технической физики. - 2019. - Т 45. - Вып. 3. - С. 23-25. doi: 10.21883/PJTF.2019.03.47267.17580.
  18. Новик, А. Релаксационные явления в кристаллах / А. Новик, Б. Берри; пер. с англ. - М.: Атомиздат, 1975. - 472 с.
  19. Золотухин, И.В. О высокотемпературном фоне внутреннего трения в кристаллических и аморфных твердых телах / И.В. Золотухин, Ю.Е. Калинин // Физика твердого тела. - 1995. - Т. 37. - Вып. 2. - С. 536-545.
  20. Калинин, Ю.Е. Высокотемпературный фон внутреннего трения в твердых телах / Ю.Е. Калинин, Б.М. Даринский // Металловедение и термическая обработка металлов. - 2012. - № 5. - С. 15-18.
  21. Гриднев, С.А. О вакансионной природе высокотемпературного фона внутреннего трения в твердых телах / С.А. Гриднев, Ю.Е. Калинин // Журнал технической физики. - 2022. - Т. 92. - Вып. 2.- С. 242-249. doi: 10.21883/jtf.2022.02.52013.146-21.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».