Исследование особенностей и стадий деформации нановолокон ряда металлов и сплава Ni3AL на основе ГЦК решетки

• Автор: Яшин, Александр Вячеславович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 221 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
I. ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ И СТАДИЙ ДЕФОРМАЦИИ НАНОВОЛОКОН РЯДА МЕТАЛЛОВ И СПЛАВА М3АЬ НА ОСНОВЕ ГЦК РЕШЕТКИ

1.1. Виды наноматериалов, применяемых в промышленности

1.1.1. Применение наноматериалов

1.1.2. Способы промышленного и лабораторного производства наноматериалов

1.1.3. Получение композитных материалов

1.1.4. Влияние наноматериалов на биологические системы

1.2. Экспериментальные методы исследования наноматериалов

1.3. Компьютерное моделирование при исследовании свойств материалов

1.4. Методы компьютерного моделирования при изучении деформации нанообъектов
1.5. Результаты компьютерных исследований деформации в наноматериалах
1.5.1. Деформация нанообъектов чистых металлов
1.5.2. Деформация неметаллических наиоволокон
1.5.3. Деформация поликристаллических нановолокон
1.5.4. Деформация наноматериалов на основе №, А1 и их сплавов
1.6. Постановка задачи
II. ПОСТРОЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ МОДЕЛИ
2.1. Модель эксперимента
2.2. Обоснование выбора потенциалов межатомного взаимодействия

2.3. Выбор ориентаций нановолокон и боковых граней
2.3.1. Нановолокна с ориентацией оси растяжения в направлении <001>
2.3.2. Нановолокна с ориентацией оси растяжения в направлении <110>
2.3.3. Нановолокна с ориентацией оси растяжения в направлении
<111>
2.4. Методика анализа структуры деформированного нановолокна
2.5. Формулы расчета исследуемых величин и визуализаторы
III. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПРЕВРАЩЕНИЙ, ПРОИСХОДЯЩИХ В ПРОЦЕССЕ ДЕФОРМАЦИИ НАНОВОЛОКОН ЧИСТЫХ МЕТАЛЛОВ
3.1. Стадийность структурно-энергетических превращений в нановолокнах чистых металлов с ГЦК решеткой
3.2. Деформация нановолокон чистых металлов в направлении <001>
3.2.1. Деформация нановолокон № в направлении <001>
3.2.2. Деформация нановолокон А1
3.3. Деформация нановолокон чистых металлов в направлении <110>
3.3.1. Деформация нановолокон №
3.3.2. Деформация нановолокон А1
3.4. Деформация нановолокон чистых металлов в направлении <111>
3.4.1. Деформация нановолокон №
3.4.2. Деформация нановолокон А1
3.5. Сравнение значений пределов текучести при деформации нановолокон № и А1 с данными других моделей
3.6. Основные выводы

IV. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПРЕВРАЩЕНИЙ. ПРОИСХОДЯЩИХ В ПРОЦЕССЕ ДЕФОРМАЦИИ НАНОВОЛОКОН ГЦК ИНТЕРМЕТАЛЛИДА NI3AL
4.1. Об исследовании свойств ГЦК сплавов
4.2. Деформация нановолокон Ni3Al в направлении <001>
4.3. Деформация нановолокон Ni3Al в направлении <110>
4.4. Деформация нановолокон Ni3Al в направлении <111>
4.5. Изменение параметра ближнего порядка в результате структурноэнергетических превращений во время высокоскоростной деформации
4.6. Исследование влияния скорости деформации на величину
предела текучести
4.7 Основные выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Падение силы растяжения приходилось на течение. Моделирование показало, что при растяжении нановолокна Аи разрушаются при меньших значениях относительной деформации при температуре 600 К, чем при температуре 300 К. Модули Юнга и предел текучести при растяжении полученные в модели согласуются с экспериментами для нановолокон Аи.
В исследованиях нановолокон Си [106] рассмотрено явление эффекта памяти формы, обнаружена возможность частичного восстановления нановолокон при деформации до 50 % и полного восстановления при деформации 5-8 %, что типично для большинства сплавов с эффектом памяти формы. Авторы показали, что явление эффекта памяти формы в Си существует только на наномасштабном уровне. Оно связано с обратимостью переориентации кристаллической решетки вследствие высокого внутреннего давления, порожденного высоким давлением на поверхности. Было обнаружено, что ГЦК металлы с высокой способностью к двойникованию (как медь, золото, никель) обнаруживают эффект памяти формы, а ГЦК металлы с низкой способностью к двойникованию (как алюминий) такого эффекта не обнаруживают.
С помощью метода молекулярной динамики в [87] исследована осцилляция медного нановолокна, выполняющего функцию резонатора. Показано, что приложение напряжения заметно уменьшает присущие поверхностные и температурные потери.
В [73,75] обнаружено, что нановолокна меди, с ориентациями осей растяжения <100> и <110>, с неквадратным основанием в основном имеют низкий предел текучести. Авторами отмечено, что для разрушения необходима небольшая величина относительной деформации. В исследуемых образцах, во время деформации наблюдалось двойникование. Таким образом, было показано, что форма нановолокна может влиять на механические свойства. В результате исследований, было обнаружено, что предел текучести уменьшается с уменьшением размера нановолокна и увеличивается с увеличением скорости деформации. Кроме того, при увеличении скорости деформации повышалась