Изменение геометрии поверхности металлических стекол при температурных и механических воздействиях

• Автор: Бутенко, Павел Николаевич
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 181 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СТРУКТУРА ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СТКОЛ

1.1. Поверхность металлических сткол

1.1.1. Основные сведения о структуре поверхности

металлических сткол и е дефектности

1.1.2. Процессы, проходящие на поверхности металлических сткол под действием некоторых внешних влияний

1.2. Экспериментальные методы исследования структуры

поверхности металлических сткол

1.2.1. Атомная силовая микроскопия

1.2.2. Сканирующая туннельная микроскопия

1.3. Некоторые статистические методы исследования структуры поверхности металлических сткол. Краткий обзор
1.4. Заключение
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ, РАЗВИТЕ МЕТОДОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ И МЕТОДОВ ОБРАБОТКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ
2.1. Объекты исследования
2.2. Развитие методов экспериментального исследования, модификация методов, особенности конкретных экспериментов
2.2.1. Атомная силовая микроскопия
2.2.2. Сканирующая туннельная микроскопия и устройство для одноосного растяжения образцов
2.2.3. Трансмиссионная электронная микроскопия
2.2.4. Электронная Ожеспектроскопия
2.3. Адаптация статистических методов обработки экспериментальных данных, особенности конкретных вычислений
2.3.1. Спектральный поверхностный анализ
2.3.2. Фрактальный поверхностный анализ
2.3.2.1. Расчт фрактальной размерности методом покрытий
2.3.2.2. Расчт фрактальной размерности методом вейвлетпреобразований
2.3.3. Математическое многофакторное планирование эксперимента. Линейная модель
2.4. Заключение
ГЛАВА 3. ВОЗДЕЙСТВИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ И ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ НА ГЕОМЕТРИЮ ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СТКОЛ
3.1. Цель и задачи
3.2. Воздействие термического фактора
3.2.1. Выявление распределения химических элементов на поверхностях МС РеШВ3 .
3.2.2. Качественное определение наличия кристаллической и аморфной фазы при изотермическом отжиге МС РеШр
3.2.3. Анализ поверхностей МС до и после
воздействия изотермического отжига
3.3. Воздействие фактора гидростатического давления
3.3.1. Анализ поверхностей МС до и после
воздействия гидростатического давления
3.4. Количественная оценка и анализ геометрических параметров неоднородностей поверхностей МС РвН9В И ЭДхПу, находящихся в свободном состоянии, после термического воздействия и воздействия гидростатического давления
3.4.1. Экспериментальные данные
3.4.2. Анализ экспериментальных данных
3.5. Заключение
ГЛАВА 4. ВОЗДЕЙСТВИЕ ОДНООСНЫХ РАСТЯГИВАЮЩИХ НАПРЯЖЕНИЙ НА ГЕОМЕТРИЮ ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СТКОЛ
4.1. Цель и задачи
4.2. Выбор объектов исследования
4.3. Экспериментальные данные
4.4. Качественный анализ экспериментальных данных
4.5. Количественный анализ экспериментальных данных
4.5.1. Спектральный поверхностный анализ
4.5.2. Фрактальный поверхностный анализ, метод покрытий
4.5.3. Фрактальный поверхностный анализ, метод вейвлет 4 преобразований
4.6. Заключение
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Данная тема является одной из основных линий, представленных в настоящей работе, поэтому в дальнейшем ей будет уделено большое внимание. Во многих работах например, см. Так, на поверхности, уже в свободном состоянии, существует достаточно большое количество микропор например, см. Рост таких несплошностей происходит не за счт диффузии к ним вакансий, а при зарождении вакансий непосредственно вблизи поверхности тврдого тела, или на поверхности микропоры . В последствии поры способны накапливаться, взаимодействовать, объединяться, совершая при этом флуктуации. При достаточно большом количестве несплошностей суммарный объм такой коагуляции м. Вс это хорошо описывает процесс, проходящий при существенных иили интенсивных нагрузках на материал. В противном случае, стадия накопления незаполненного объма критического размера будет продолжительной и тогда появляется вероятность параллельного образования пустот околокритического размера, которые будут конкурировать при переходе их в трещину. Одним из перспективных подходов к проблеме изучения нагруженного состояния тврдого тела является такое научное направление, как физическая мезомеханика 6. В е основе лежит парадигма концепция свободных уровней и деформаций тврдых тел. Экспериментально и теоретически показано, что любой сдвиг в нагруженном тврдом теле, рассматриваемый как элементарный акт пластического течения, сопровождается поворотными модами деформации на более высоком масштабном уровне. Поворотные моды вовлекают в самосогласованную деформацию всю иерархию структурных уровней нагруженной среды. Деформируемое тело является, таким образом, многоуровневой иерархической самоорганизующейся системой, в которой микро, мезо и макромасштабные уровни органически взаимосвязаны. Данная теория базируется на синергетических представлениях, координально отличающихся от традиционных моделей, связанных с теорией дислокаций и пр. Так, пластическая деформация нагруженного тврдого тела связана с локальной потерей его сдвиговой устойчивости и по своей природе является релаксационном процессом. Сдвиг на любом масштабном уровне может зарождаться только в локальной зоне концентратора напряжений соответствующего масштаба, поскольку в целом структура нагруженного тврдого тела под действием среднего приложенного напряжения сохраняет свою сдвиговую устойчивость. Наименьшую сдвиговую устойчивость в таком случае будет иметь поверхностный слой. Поэтому первичные сдвиги должны зарождаться на поверхности, генерироваться в объм материала все виды деформационных дефектов. Любой сдвиг развивается по схеме первичный концентратор напряжений последующий релаксационный сдвиг и т. Ещ одним важным аспектом при изучении изменений на поверхности и в объме металлических сткол в условиях внешних напряжений является изучение процесса структурной релаксации СР. Процессы эволюции структуры к метастабильному равновесию путм спонтанных атомных перестроек СР меняют структуру МС, а, следовательно свойства. На данный момент не существует универсальной модели СР в металлических стклах, однако, некоторые авторы предлагают теоретическую модель такого процесса 0. Данная теория была протестирована и показала свою пригодность в использовании. II,,
5 i 2 i 2 0 i 2 0 i 2 i 1 i i 0. Рис. Температурные зависимость относительной скорости СР МС 5iii,,,7 в зависимости от времени хранения при комнатной температуре и времени выдержки т при температуре. С кинетикой СР связывается и тип деформации металлических сткол . В случае кинетически заторможенной СР, характерной для испытания исходных образцов при температурах ТК, реализуется локализованная дислокационноподобная деформация кристаллического типа. При более высоких температурах теряется память тепловой предыстории старения при комнатной температуре, скорость СР резко возрастает и пластическое течение становится однородным вязкопластичным. В зависимости от условий эксперимента, МС проявляют либо гетерогенное пластическое течение, локализующееся в полосах сдвига, либо гомогенное однородное течение, происходящее без к. Уже небольшой нагрев Рис.