Internal friction at grain boundaries in nanocrystalline material with pores
- Autores: Kul'kov V.G.1, Kul'kova V.V.1
-
Afiliações:
- National Research University «Moscow Power Engineering Institute»
- Edição: Nº 16 (2024)
- Páginas: 670-678
- Seção: Physical and chemical foundations of nanotechnology
- URL: https://bakhtiniada.ru/2226-4442/article/view/319469
- DOI: https://doi.org/10.26456/pcascnn/2024.16.670
- EDN: https://elibrary.ru/CIWNXT
- ID: 319469
Citar
Texto integral
Resumo
A mathematical model of the internal friction in a polycrystalline material with the nanoscale grain size is considered. Their boundaries contain pores, both in the triple joints of the grains and between them. Under the influence of the alternating normal boundary stresses, flat sections of the boundary are periodically active sources and sinks for vacancies. Due to the presence of these flows, the mutual displacement of adjacent grains is carried out. Depending on temperature, the diffusion length of the vacancies is smaller or compared with the distance between the pores. In the graph of the dependence of the internal friction on temperature, there is a break between the rectilinear sections. From the position of the fracture, the average size of the flat sections of the border can be estimated. The effective activation energy of the process in these cases depends on temperature and differs twice. At temperatures when the concentration of thermal vacancies in the boundary exceeds the geometrically necessary value of the concentration of structural vacancies, the activation energy increases even more. The transition temperature to this value is determined by the degree of imbalance of the boundary structure.
Palavras-chave
Sobre autores
Viktor Kul'kov
National Research University «Moscow Power Engineering Institute»Dr. Sc., Professor, Branch of the National Research University «Moscow Power Engineering Institute» in Volzhsky
Valentina Kul'kova
National Research University «Moscow Power Engineering Institute»Ph. D., Associate Professor, Branch of the National Research University «Moscow Power Engineering Institute» in Volzhsky
Bibliografia
- Гусев, А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии / А.И. Гусев. - М.: Физматлит, 2005. - 416 с.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- Чувильдеев, В.Н. Неравновесные границы зерен в металлах. Теория и приложения / В.Н. Чувильдеев. - М.: Физматлит, 2004. - 304 с.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- Новик, А. Релаксационные явления в кристаллах / А. Новик, Б. Берри; пер. с англ. - М.: Атомиздат, 1975. - 472 с.
- 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.
- 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.
- 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.
Arquivos suplementares
