Издателям
Вышедшие номера
Рост зерен и коллективная миграция их границ при пластической деформации нанокристаллических материалов
Гуткин М.Ю.1, Микаелян К.Н.1, Овидько И.А.1
1Институт проблем машиноведения Российской академии наук, Санкт-Петербург, Россия
Email: gutkin@def.ipme.ru
Поступила в редакцию: 12 ноября 2007 г.
Выставление онлайн: 19 июня 2008 г.

Предложена теоретическая модель коллективной миграции двух соседних границ зерен в нанокристаллическом материале под действием приложенного упругого напряжения. На основе анализа изменения энергии системы показано, что в зависимости от уровня приложенного сдвигового напряжения и углов разориентировки границы зерен могут оставаться неподвижными или мигрировать навстречу друг другу. Процесс миграции может быть устойчивым, когда границы занимают равновесные положения, отвечающие минимуму энергии системы и соответствующие относительно невысокому уровню приложенного напряжения, или неустойчивым, когда при относительно высоких напряжениях смещение границ сопровождается постоянным понижением энергии системы и становится неуправляемым. Устойчивая миграция границ приводит к уменьшению размера ограниченного ими зерна за счет роста соседних зерен и может завершиться полной или частичной аннигиляцией границ и исчезновением этого зерна. Неустойчивая миграция ведет либо к аннигиляции границ, либо к их прохождению сквозь друг друга, что может рассматриваться как исчезновение старого зерна, зарождение и неограниченный рост нового. Работа выполнена при поддержке Федерального агентства по науке и инновациям (контракт N 02.513.11.3190 Программы "Индустрия наносистем и материалов" и грант НШ-4518.2006.1 поддержки ведущих научных школ), Фонда поддержки отечественной науки, Программы РАН "Структурная механика материалов и элементов конструкций", Фонда CRDF (grant N RUE2-2684-ST-05) и Санкт-Петербургского научного центра РАН. PACS: 61.72.Bb, 61.72.Lk, 61.72.Mm, 62.20.Fe, 62.25.+g
  • A.K. Mukherjee. Mater. Sci. Eng. A 322, 1 (2002)
  • K.S. Kumar, H. Van Swygenhoven, S. Suresh. Acta Mater. 51, 5743 (2003)
  • М.Ю. Гуткин, И.А. Овидько. Физическая механика деформируемых наноструктур. Т. 1. Нанокристаллические материалы. Янус, СПб. (2003). 194 с
  • S.C. Tjong, H. Chen. Mater. Sci. Eng. R 45, 1 (2004)
  • В.А. Поздняков, А.М. Глезер. ФТТ 47, 793 (2005)
  • D. Wolf, V. Yamakov, S.R. Phillpot, A.K. Mukherjee, H. Gleiter. Acta Mater. 53, 1 (2005)
  • M.A. Meyers, A. Mishra, D.J. Benson. Prog. Mater. Sci. 51, 427 (2006)
  • M. Dao, L. Lu, R.J. Asaro, J.T.M. De Hosson, E. Ma. Acta Mater. 55, 4041 (2007)
  • C.C. Koch, I.A. Ovid'ko, S. Seal, S. Veprek. Structural nanocrystalline materials: fundamentals and applications. Cambridge University Press, Cambridge (2007). 378 p
  • Г.А. Малыгин. ФТТ 49, 961 (2007)
  • F.A. Mohamed. Metall. Mater. Trans. A 38, 340 (2007)
  • A.V. Sergeeva, N.A. Mara, A.K. Mukherjee. J. Mater. Sci. 42, 1433 (2007)
  • M. Jin, A.M. Minor, E.A. Stach, J.W. Morris, jr. Acta Mater. 52, 5381 (2004)
  • W.A. Soer, J.Th.M. De Hosson, A.M. Minor, J.W. Morris, jr., E.A. Stach. Acta Mater. 52, 5783 (2004)
  • M. Jin, A.M. Minor, J.W. Morris, jr. Thin Solid Films 515, 3202 (2007)
  • K. Zhang, J.R. Weertman, J.A. Eastman. Appl. Phys. Lett. 85, 5197 (2004)
  • K. Zhang, J.R. Weertman, J.A. Eastman. Appl. Phys. Lett. 87, 061 921 (2005)
  • P.L. Gai, K. Zhang, J. Weertman. Scripta Mater. 56, 25 (2007)
  • X.Z. Liao, A.R. Kilmametov, R.Z. Valiev, H. Gao, X. Li, A.K. Mukherjee, J.F. Bingert, Y.T. Zhu. Appl. Phys. Lett. 88, 021 909 (2006)
  • D. Pan, T.G. Nieh, M.W. Chen. Appl. Phys. Lett. 88, 161 922 (2006)
  • D. Pan, S. Kuwano, T. Fujita, M.W. Chen. Nano Lett. 7, 2108 (2007)
  • D.S. Gianola, S. Van Petegem, M. Legros, S. Brandstetter, H. Van Swygenhoven, K.J. Hemker. Acta Mater. 54, 2253 (2006)
  • D.S. Gianola, D.H. Warner, J.F. Molinari, K.J. Hemker. Scripta Mater. 55, 649 (2006)
  • G.J. Fan, L.F. Fu, D.C. Qiao, H. Choo, P.K. Liaw, N.D. Browning. Scripta Mater. 54, 2137 (2006)
  • G.J. Fan, L.F. Fu, H. Choo, P.K. Liaw, N.D. Browning. Acta Mater. 54, 4781 (2006)
  • G.J. Fan, Y.D. Wang, L.F. Fu, H. Choo, P.K. Liaw, Y. Ren, N.D. Browning. Appl. Phys. Lett. 88, 171 914 (2006)
  • G.J. Fan, L.F. Fu, Y.D. Wang, Y. Ren, H. Choo, P.K. Liaw, G.Y. Wang, N.D. Browning. Appl. Phys. Lett. 89, 101 918 (2006)
  • B. Gunther, A. Kumpmann, H.-D. Kunze. Scripta Metall. Mater. 27, 833 (1992)
  • A. Kumpmann, B. Gunther, H.-D. Kunze. Mater. Sci. Eng. A 168, 165 (1993)
  • V.Y. Gertsman, R. Birringer. Scripta Metall. Mater. 30, 577 (1994)
  • J.A. Haber, W.E. Buhro. J. Am. Chem. Soc. 120, 10 847 (1998)
  • R.Z. Valiev, E.V. Kozlov, Yu.F. Ivanov, J. Lian, A.A. Nazarov, B. Baudelet. Acta Metall. Mater. 42, 2467 (1994)
  • X. Xu, T. Nishimura, N. Hirosaki, R.-J. Xie, Y. Yamamoto, H. Tanaka. Acta Mater. 54, 255 (2006)
  • A. Hasnaoui, H. Van Swygenhoven, P.M. Derlet. Acta Mater. 50, 3927 (2002)
  • J. Schi tz. Mater. Sci. Eng. A 375--377, 975 (2004)
  • D. Farkas, A. Fr seth, H. Van Swygenhoven. Scripta Mater. 55, 695 (2006)
  • J. Monk, D. Farkas. Phys. Rev. B 75, 045 414 (2007)
  • F. Sansoz, V. Dupont. Appl. Phys. Lett. 89, 111 901 (2006)
  • F. Sansoz, J.F. Molinari. Thin Solid Films 515, 3158 (2007)
  • T. Shimokawa, A. Nakatani, H. Kitagawa. Phys. Rev. B 71, 224 110 (2005)
  • A.J. Haslam, D. Moldovan, V. Yamakov, D. Wolf, S.R. Phillpot, H. Gleiter. Acta Mater. 51, 2097 (2003)
  • S.V. Bobylev, M.Yu. Gutkin, I.A. Ovid'ko. Acta Mater. 52, 3793 (2004)
  • С.В. Бобылев, М.Ю. Гуткин, И.А. Овидько. ФТТ 46, 1986 (2004)
  • J.C.M. Li. Phys. Rev. Lett. 96, 215 506 (2006)
  • M.Yu. Gutkin, I.A. Ovid'ko. Appl. Phys. Lett. 87, 251 916 (2005)
  • J.W. Cahn, Y. Mishin, A. Suzuki. Acta Mater. 54, 4953 (2006)
  • L. Zhou, N. Zhou, G. Song. Phil. Mag. 86, 5885 (2006)
  • H. Zhang, D.J. Srolovitz, J.F. Douglas, J.A. Warren. Acta Mater. 53, 4527 (2007)
  • М.Ю. Гуткин, И.А. Овидько, Н.В. Скиба. ФТТ 46, 1975 (2004)
  • В.В. Рыбин. Большие пластические деформации и разрушение металлов. Металлургия, М. (1986). 224 с
  • В.И. Владимиров, А.Е. Романов. Дисклинации в кристаллах. Наука, Л. (1986). 224 с
  • M.Yu. Gutkin, K.N. Mikaelyan, A.E. Romanov, P. Klimanek. Phys. Stat. Sol. (a) 193, 35 (2002).
  • Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

    Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.