Наномасштабная пластическая деформация и трансформации внутренних границ раздела в нанокристаллических твердых телах

• Автор: Бобылев, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 01.02.04; 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 218 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Границы раздела в деформируемых нанокристаллических материалах и высокотемпературных сверхпроводниках (обзор)
1.1 Границы раздела в деформируемых нанокристаллических материалах
1.2 Границы раздела в высокотемпературных сверхпроводящих пленках
1.3 Постановка задачи
ГЛАВА 2. Наномасштабная пластическая деформация за счет испускания дислокаций внутренними границами раздела в деформируемых нанокристаллических материалах
2.1 Распад малоугловых границ наклона в деформируемых нанокристаллических металлах
2.2 Испускание частичных дислокаций из большеугловых границ зерен в деформируемых нанокристаллических материалах
2.3 Испускание дислокаций из аморфных границ зерен в нанокерамиках
2.4 Испускание петель частичных дислокаций границами зерен в нанокристаллических
ГЦК металлах
2.5 Резюме
ГЛАВА 3. Механизмы аккомодации зернограничного скольжения как моды пластической деформации и механизмы повышения трещино-стойкости в деформируемых нанокристаллических материалах
3.1 Совместное действие зернограничного скольжения, расщепления и миграции границ зерен как мода пластической деформации в нанокристаллических материалах
3.1.1 Геометрия механизма совместного действия зернограничного скольжения, расщепления и миграции границ зерен
3.1.2 Энергетические характеристики механизма совместного действия зернограничного
скольжения, расщепления и миграции границ зерен
3.1.3 Зависимости "напряжение-деформация" для механизма совместного действия зерпо-
граничного скольжения, расщепление и миграции границы зерна

3.1.4 Заключение
3.2 Влияние неаккомодированного и аккомодированного межзеренного скольжения на рост трещин в нанокристаллических материалах
3.2.1 Межзеренное скольжение вблизи вершин трещин в нанокристаллических материалах
3.2.2 Влияние неаккомодированного межзеренного скольжения на трещиностойкость нанокристаллических металлов и керамик при низких температурах
3.2.3 Затупление трещины как результат аккомодированного межзеренного скольжения и его влияние на трещиностойкость наноматериалов при средних температурах
3.2.4 Заключение
3.3 Аккомодация пластического сдвига ротационной деформацией в нанокристаллических материалах
3.3.1 Геометрические особенности перехода от пластического сдвига к ротационной деформации в нанокристаллических материалах
3.3.2 Энергетические характеристики процесса перехода от пластического сдвига к ротационной деформации в нанокристаллических материалах
3.3.3 Заключение
3.4 Резюме
ГЛАВА 4. Процессы наномасштабного идеального пластического сдвига
в деформируемых нанокристаллических материалах и нанопроволоках125
4.1 Наномасштабный пластический сдвиг в деформируемых нанопроволоках
4.1.1 Геометрия механизма нановозмущений в ГЦК нанопроволоках
4.1.2 Энергетические и силовые характеристики механизма нановозмущений в ГЦК нанопроволоках
4.1.3 Влияние ступенек на свободной поверхности на генерацию решеточных дислокаций и механизм нановозмущений в ГЦК нано проволоках
4.1.4 Геометрия, энергия и силовые характеристики формирования двойников посредством механизма нановозмущений в ГЦК нанопроволоках
4.1.5 Заключение
4.2 Испускание дислокаций порами и рост пор в нанокристаллических материалах в результате наномасштабного пластического сдвига
4.2.1 Испускание дислокаций порами посредством наноскопического идеального сдвига. Модель
4.2.2 Энергетические характеристики испускания дислокаций порами посредством нанос-

копического идеального сдвига
4.2.3 Энергетический барьер и критическое расстояние между порой и дислокацией
4.2.4 Заключение
4.3 Резюме
ГЛАВА 5. Наномасштабные трансформации внутренних границ раздела
в сверхпроводящих керамиках
5.1 Дисклинационная модель трансформации границ зерен в упруго напряженных высокотемпературных сверхпроводящих пленках
5.1.1 Введение
5.1.2 Бикристаллическая сверхпроводящая пленка на толстой подложке. Модель
5.1.3 Плотность упругой энергии границ наклона с пространственно неоднородной разо-риентацией
5.1.4 Критическая плотность тока через границу наклона с пространстранственно неоднородной разориентацией
5.2 Нанозерна с 90° границами наклона в упруго напряженных высоко-температурных сверхпроводящих пленках
5.2.1 90° границы наклона нанозерен в упруго напряженных высокотемпературных сверхпроводящих пленках. Модель
5.2.2 Поля напряжений нанозерна в тонкой пленке
5.2.3 Энергетические характеристики нанозерен в упруго напряженных высокотемпературных сверхпроводящих пленках
5.3 Расщепление дислокаций в фасетированных малоугловых границах зерен в упруго напряженных высокотемпературных сверхпроводниках
5.3.1 Энергетические характеристики расщепления дислокаций в центральных областях фасеток в фасетированных малоугловых границах наклона
5.3.2 Энергетические характеристики расщепления дислокаций вблизи стыков фасеток в фасетированных малоугловых границах наклона
5.3.3 Транспортные характеристики малоугловых границ наклона с расщепленными дислокационными конфигурациями
5.4 Резюме
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Рис. 2.2. Структура нанокристаллического Fe (а) до деформации. (Ь) после деформации [88].
вающей силы, препятствующей распаду.
Вычислим критическое напряжение сдвига тс методами двухмерной дислокационной динамики. Fla каждую дислокацию в стенке действует сила со стороны дисклинаци-онного диполя и со стороны других дислокаций. І іайдем силы, действующие на каждую дислокацию, и запишем уравнения движения для всех дислокаций. Решение полученной системы дает набор временных зависимостей х,(/), где х, - координата / -й дислокации (/=1,2
Сила, действующая на і -ю дислокацию в границе, записывается следующим образом:

T + DbjpTx-y 'Ml-Boi
{{xt-xkY +{Уі-укУ}
Х,У,
хХУі-d)
х,+У, xf+(y,-dy
(2.1)
где О-С! 2л( - о)], О - модуль сдвига, V — коэффициент Пуассона, х1 и У[ = //г — координаты / -й дислокации, <1 - длина границы (расстояние между дисклинациями в тройных