WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

<. (29) Экспериментально уменьшение упругих модулей наблюдалось в условиях высокочастотного воздействия в Если же значение частоты фиксировано, как имеет ультрамелкозернистой Cu [5] и Nb [22]. Однако для этих место в обычных экспериментах, то условие (29) будет материалов экспериментальные данные относительно выполняться согласно (28) только при достаточно малых скорости зернограничного проскальзывания v или параразмерах зерен d метра B отсутствуют.

Приведенные выше оценки для B и t основывались A d < (2)2. (30) на экспериментальных данных [12], полученных в опыB тах на бикристаллах, когда реализуется микромеханизм Таким образом, неупругость поликристаллов, связан- зернограничного проскальзывания путем движения зерная с механизмом стесненного зернограничного про- нограничных дислокаций. Неконсервативное движение скальзывания, может проявляться как размерный эффект зернограничных дислокаций, согласно одной из реали(возникать только в области достаточно малых размеров стических моделей, обусловлено торможением переползерен). зающими ступеньками (см. [12,21]). Когда дислокации Журнал технической физики, 2006, том 76, вып. 58 Ш.Х. Ханнанов, С.П. Никаноров совершают перемещения на расстояния l b (b —век- зерна во время отжигов образцов Nb [22] указывает на тор Бюргерса дислокации), ступеньки вынуждены ге- действие нескольких механизмов. К нанокристалличенерировать и испускать вакансии. Поэтому скорость ским материалам применима модель двухфазного тела движения дислокаций (и зернограничного проскальзы- с эффективным значением упругого модуля E вания) характеризуется энергией ([12], (28)). Однако E = Ev(1 - x) +EGBx, (33) ситуация может существенно измениться, когда l b.

Действительно, при d 1 µm и 10-6 (типичное где Ev, EGB — модули объема зерна и зерно граничной значение амплитуды ультразвукового поля [22]) вклад области, x — объемная доля зернограничной фазы.

неупругой деформации сравним с упругой деформаОтсюда, полагая EGB =(1/2)Ev = 0.5, получаем цией, если средняя величина зернограничного проскальзывания u 10-6 µm, т. е. является весьма малой.

E = 0.75Ev, (34) При линейной плотности зернограничных дислокаций = 106 cm-1 и b = 10-8 cm проскальзывание величит. е. уменьшение модуля E 0.25Ev, что согласуется ной 10-10 cm обеспечивается смещением на очень малое с типичными экспериментальными значениями E при среднее расстояние l 10-8 cm, что может оказаться d 10 nm [6]. Однако данное объяснение не применимо достаточным только для зарождения (без последующего в случае крупных размеров зерен d 1 µm [5].

испускания) вакансий на переползающих ступеньках.

Еще одно альтернативное объяснение основано на Тогда энергия активации процесса движения дислокапредположении о наличии высокой степени пористости:

ции будет равной Q = Ef, что существенно меньше Q =(Em + Ef ). Это может привести к уменьшению B и E = Ev(1 - y), (35) увеличению (29) на много порядков при комнатной температуре. Нельзя исключать и другие возможные где y — объемная доля пор. Полагая y 0.25, получаем микромеханизмы зернограничного проскальзывания с E 0.25Ev. Такая пористость и такое уменьшение малыми значениями Q и B. Важным фактором являмодуля E вполне возможны в случае материалов, ется также неравновесность структуры границ зерен.

полученных путем прессования порошков [6]. Данное Так, согласно данным [5], энергия активации процесса объяснение, как и предыдущее, нельзя распространить самодиффузии в нанокристаллических материалах, пона метериалы, полученные путем интенсивной пластичелученных путем интенсивной пластической деформации, ской деформации [5,22]. Таким образом, здесь существуоказывается ниже энергии активации самодиффузии по ет возможность предположить несколько различных фиграницам зерен в равновесном состоянии.

зических моделей и объяснений. Для внесения ясности Следует несколько обсудить данный тип неупругости необходимы дальнейшие экспериментальные исследоватакже с точки зрения величины релаксации податлиния в широком диапазоне изменения частоты, амплитувости J, которая входит в выражение для релаксироды нагружения, размера зерен и температуры. Можно ванной податливости J1() и определяется соотношенидопустить, что в различных областях этих параметров ем (26). Величину J можно оценить путем расчета полреализуются различные механизмы, ответственные за ной деформации поликристалла при статическом нагруизменение упругих модулей. Предложенная в настоящей жении ( = 0), используя двумерную модель. Согласно работе модель неупругости может, в частности, наблютаким расчетам [11], значения нерелаксированного GU и даться только при < (29). Кроме того, амплитуда релаксированного GR модулей сдвига соотносятся как нагружения должна быть достаточно малой, чтобы не GR = 0.75GU. (31) возникали необратимые изменения дефектной структуры поликристалла.

Отсюда имеем оценку J 0.25JU. (32) Список литературы Как видно из (31), (32), релаксация модуля и податливо[1] Никаноров С.П., Кардашев Б.К. Упругость и дислокацисти поликристалла путем стесненного зернограничного онная неупругость кристаллов. М.: Наука, 1985. 284 с.

проскальзывания вполне сопоставима с эксперименталь[2] Постников В.С. Внутреннее трение в металлах. М.:

но наблюдаемыми значениями в [5]. Существенно меньМеталлургия, 1974. 350 с.

шие экспериментальные значения релаксации модуля, [3] Физическая акустика. Влияние дефектов на свойства тверполученные в [22], возможно связаны с высокими знадых тел / Под ред. У. Мэзона. М.: Мир, 1969. Т. III. Ч.А.

чениями частоты (полная релаксация не успевает про578 с.

изойти) или с наличием препятствий зернограничному [4] Новик А., Берри Б. Релаксационные явления в кристаллах.

проскальзыванию (например, фасетки или ступеньки на М.: Атомиздат, 1975. 472 с.

границах зерен).

[5] Валиев Р.З., Александров И.В. Наноструктурные материаСказанное выше не исключает других объяснений лы, полученные интенсивной пластической деформацией.

наблюдаемого уменьшения упругих модулей в нанокриМ.: Логос. 2000. 272 с.

сталлических материалах [6]. В частности, многосту- [6] Гусев А.И., Ремпель А.А. Нанокристаллические материапенчатое уменьшение модуля Юнга при росте размера лы. М.: Физматлит, 2000. 224 с.

Журнал технической физики, 2006, том 76, вып. Стесненное зернограничное проскальзывание и неупругость поликристаллов [7] Розенберг В.М. Ползучесть металлов. М.: Металлургия, 1967. 276 с.

[8] Кайбышев О.А., Валиев Р.З. Границы зерен и свойства металлов. М.: Металлургия, 1987. 214 с.

[9] Орлов А.Н., Перевезенцев В.Н., Рыбин В.В. Границы зерен в металлах. М.: Металлургия, 1980. 156 с.

[10] Ке Тин-суй. Упругость и неупругость металлов. М.: ИЛ, 1954. С. 198, 325.

[11] Rey R., Ashby M.F. // Metal. Trans. 1971. Vol. 2. N 4. P. 1113.

[12] Гейтс Р. Атомная структура межзеренных границ. М.:

Мир, 1978. С. 220.

[13] Постников В.С. Физика и химия твердого состояния. М.:

Металлургия, 1978. 544 с.

[14] Ханнанов Ш.Х. // ФММ. 1978. Т. 64. № 6. С. 1051.

[15] Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория упругости. М.: Наука, 1987. 248 с.

[16] Ханнанов Ш.Х. Распределения дислокаций. Уфа: УНЦ УрО РАН, 1992. 220 с.

[17] Гахов Ф.Д. Краевые задачи. М.: Физматлит, 1963. 640 с.

[18] Берри Б., Новик А. Влияние дефектов на свойства твердых тел. М.: Мир, 1969. С. 11.

[19] Шепери Р.А. Композиционные материалы / Под ред.

Л. Браутман, Р. Крок. Т. 2. Механика композиционных материалов / Под ред. Дж. Сендецки. М.: Мир, 1978.

С. 102.

[20] Зинер С. Упругость и неупругость металлов. М.: ИЛ, 1954. С. 9.

[21] Грабский М.В. Структурная сверхпластичность металлов.

М.: Металлургия, 1975. 270 с.

[22] Буренков Ю.А., Никаноров С.П., Смирнов Б.И., Копылов В.И. // ФТТ. 2003. Т. 45. № 11. С. 2017.

Журнал технической физики, 2006, том 76, вып.

Pages:     | 1 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.