Структурно-кинетические особенности деформирования волокнистых наноматериалов

Проведено исследование структурно-кинетических изменений в волокнистых наноматериалах, полученных в процессе пластической деформации. Экспериментально установлено, что в условиях действия сдвиговых напряжений в гомогенных нановолокнистых материалах одновременно протекают два конкурирующих процесса:...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2005
Автори:	Метлов, Л.С., Белоусов, Н.Н., Дугадко, А.Б.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України 2005
Назва видання:	Физика и техника высоких давлений
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/70135
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Структурно-кинетические особенности деформирования волокнистых наноматериалов / Л.С. Метлов, Н.Н. Белоусов, А.Б. Дугадко // Физика и техника высоких давлений. — 2005. — Т. 15, № 2. — С. 38-46. — Бібліогр.: 11 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-70135
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-701352014-10-31T03:01:38Z Структурно-кинетические особенности деформирования волокнистых наноматериалов Метлов, Л.С. Белоусов, Н.Н. Дугадко, А.Б. Проведено исследование структурно-кинетических изменений в волокнистых наноматериалах, полученных в процессе пластической деформации. Экспериментально установлено, что в условиях действия сдвиговых напряжений в гомогенных нановолокнистых материалах одновременно протекают два конкурирующих процесса: фрагментация и динамическая рекристаллизация. Исследована термическая стабильность сформированной нановолокнистой структуры меди. Экспериментально и теоретически показано, что при повышении температуры в условиях действия предельных напряжений происходит смена механизма пластической деформации − переход от хрупкого к вязкому разрушению. Обнаружен температурный эффект повышенной пластичности гомогенных нановолокнистых материалов. Показано, что повышенная пластичность может быть обусловлена проскальзыванием между границами нанонитей и окружающей их материнской оболочкой. Changes in structure and kinetics of fibrous nanomaterials produced by plastic deformation have been investigated. It has been found experimentally that under the action of shearing stresses, two competing processes of fragmentation and dynamic recrystallization proceed simultaneously in homogeneous nanofibrous materials. The nanofibrous structure of copper has been investigated for thermal stability. It has been experimentally and theoretically shown that with temperature increase and under the influence of limit stresses there is a change in plastic deformation mechanism from brittle to viscous fracture. Temperature effect of increased plasticity of homogeneous nanofibrous materials has been detected. Increased plasticity has been show 2005 Article Структурно-кинетические особенности деформирования волокнистых наноматериалов / Л.С. Метлов, Н.Н. Белоусов, А.Б. Дугадко // Физика и техника высоких давлений. — 2005. — Т. 15, № 2. — С. 38-46. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. 0868-5924 PACS: 61.50.Ks http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/70135 ru Физика и техника высоких давлений Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
description	Проведено исследование структурно-кинетических изменений в волокнистых наноматериалах, полученных в процессе пластической деформации. Экспериментально установлено, что в условиях действия сдвиговых напряжений в гомогенных нановолокнистых материалах одновременно протекают два конкурирующих процесса: фрагментация и динамическая рекристаллизация. Исследована термическая стабильность сформированной нановолокнистой структуры меди. Экспериментально и теоретически показано, что при повышении температуры в условиях действия предельных напряжений происходит смена механизма пластической деформации − переход от хрупкого к вязкому разрушению. Обнаружен температурный эффект повышенной пластичности гомогенных нановолокнистых материалов. Показано, что повышенная пластичность может быть обусловлена проскальзыванием между границами нанонитей и окружающей их материнской оболочкой.
format	Article
author	Метлов, Л.С. Белоусов, Н.Н. Дугадко, А.Б.
spellingShingle	Метлов, Л.С. Белоусов, Н.Н. Дугадко, А.Б. Структурно-кинетические особенности деформирования волокнистых наноматериалов Физика и техника высоких давлений
author_facet	Метлов, Л.С. Белоусов, Н.Н. Дугадко, А.Б.
author_sort	Метлов, Л.С.
title	Структурно-кинетические особенности деформирования волокнистых наноматериалов
title_short	Структурно-кинетические особенности деформирования волокнистых наноматериалов
title_full	Структурно-кинетические особенности деформирования волокнистых наноматериалов
title_fullStr	Структурно-кинетические особенности деформирования волокнистых наноматериалов
title_full_unstemmed	Структурно-кинетические особенности деформирования волокнистых наноматериалов
title_sort	структурно-кинетические особенности деформирования волокнистых наноматериалов
publisher	Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України
publishDate	2005
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/70135
citation_txt	Структурно-кинетические особенности деформирования волокнистых наноматериалов / Л.С. Метлов, Н.Н. Белоусов, А.Б. Дугадко // Физика и техника высоких давлений. — 2005. — Т. 15, № 2. — С. 38-46. — Бібліогр.: 11 назв. — рос.
series	Физика и техника высоких давлений
work_keys_str_mv	AT metlovls strukturnokinetičeskieosobennostideformirovaniâvoloknistyhnanomaterialov AT belousovnn strukturnokinetičeskieosobennostideformirovaniâvoloknistyhnanomaterialov AT dugadkoab strukturnokinetičeskieosobennostideformirovaniâvoloknistyhnanomaterialov
first_indexed	2025-07-05T19:26:07Z
last_indexed	2025-07-05T19:26:07Z
_version_	1836836263088357376
fulltext	Физика и техника высоких давлений 2005, том 15, № 2 38 PACS: 61.50.Ks Л.С. Метлов, Н.Н. Белоусов, А.Б. Дугадко СТРУКТУРНО-КИНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ДЕФОРМИРОВАНИЯ ВОЛОКНИСТЫХ НАНОМАТЕРИАЛОВ Донецкий физико-технический институт им. А.А. Галкина НАН Украины ул. Р. Люксембург, 72, г. Донецк, 83114, Украина Проведено исследование структурно-кинетических изменений в волокнистых на- номатериалах, полученных в процессе пластической деформации. Эксперимен- тально установлено, что в условиях действия сдвиговых напряжений в гомогенных нановолокнистых материалах одновременно протекают два конкурирующих про- цесса: фрагментация и динамическая рекристаллизация. Исследована термическая стабильность сформированной нановолокнистой структуры меди. Эксперимен- тально и теоретически показано, что при повышении температуры в условиях действия предельных напряжений происходит смена механизма пластической де- формации − переход от хрупкого к вязкому разрушению. Обнаружен температур- ный эффект повышенной пластичности гомогенных нановолокнистых материа- лов. Показано, что повышенная пластичность может быть обусловлена проскаль- зыванием между границами нанонитей и окружающей их материнской оболочкой. Введение Получение принципиально новых функциональных материалов, обла- дающих повышенными служебными и эксплуатационными свойствами, яв- ляется актуальной задачей современного материаловедения. К таким мате- риалам относятся волокнистые гомо- и гетерогенные наноструктурные ма- териалы, полученные в результате многостадийной пакетной экструзии [1,2]. Несмотря на большое число исследований в этом направлении, оста- ются неизученными многие вопросы. Не выяснено, протекает ли деформа- ция нановолокон по известным механизмам макро- или микропластической деформации; приводит ли деформация к многоуровневой эволюции струк- туры и каковы кинетические особенности ее изменения. Каким образом де- формируются отдельные зерна, дробятся ли они или вытягиваются геомет- рически подобно деформированию отдельных волокон, а если дробятся, то одинаково ли в поперечном и продольном направлениях. В частности, не ясно, могут ли наряду с измельчением зерен (фрагментацией) протекать об- ратные ему процессы укрупнения зерен за счет динамической рекристалли- Физика и техника высоких давлений 2005, том 15, № 2 39 зации и формирования текстуры. Не может ли текстурное образование зерен в направлении деформации приводить к формированию сверхдлинных зерен с идеальной структурой подобной структуре кристаллических усов. Имеют- ся ли порывы отдельных нановолокон внутри нанокомпозита в процессе экструзии, и как это отражается на механических свойствах нановолокни- стых материалов. Кроме того, не достаточно исследованы закономерности деформационно-структурного упрочнения наноматериалов, слабо изучены вопросы, связанные с термостойкостью, долговечностью и релаксационной устойчивостью материалов с волокнистой наноструктурой. Исходя из анализа проблемы, цель настоящей работы − провести экспе- риментальные и теоретические исследования: а) особенностей структурно- кинетических изменений, протекающих в волокнистых наноматериалах в процессе пластической деформации; б) температурно-временной стабильно- сти физико-механических свойств нанопроволоки. Образцы и методы исследования Образцы нановолокнистой меди изготовлены методом многостадийной пакетной экструзии [1]. Технологические особенности получения гомо- и гетерогенных нановолокнистых композитов с заданными свойствами осве- щены в [1,2]. Физико-механические свойства нановолокнистых композитов исследова- ли на компьютеризированном структурно-деформационном комплексе АЛА-ТОО (ИМАШ 20-75)−2167Р-50. Использовали образцы диаметром 0.12 и 0.55 mm, длиной 80 mm. Образцы содержали более 107 нановолокон. Ско- рость деформации 10−4 s−1, чувствительность по силе ±10−3 N, точность из- мерения перемещения захватов ±10−5 m. Исследования по термической ста- бильности физико-механических свойств проводили в вакуумной камере АЛА-ТОО при давлении порядка 10−3 atm в интервале температур 300−700 K с шагом 50 K и выдержкой при данной температуре в течение 103 s. Точ- ность измерения температуры ±0.2°C, стабильность ее поддержания обеспе- чивали электронной системой АЛА-ТОО с точностью ±0.5°С. При in situ экспериментах одновременно с записью кривых деформации проводили ре- зистометрические [3,4] и акустические [5,6] исследования. Изменение элек- тросопротивления R(δ) непосредственно в процессе деформации измеряли стандартным потенциометрическим методом с погрешностью 0.1% [3]. Ав- томатическую запись кривой R(δ) осуществляли при прямом и обратном на- правлениях тока вдоль образца. Чувствительность по электросопротивлению при постоянном токе 100 mA составляла порядка 10−13 Ω·m, по напряжению − 10−8 V. Измеряли относительное изменение электросопротивления, связан- ное непосредственно с процессами пластической деформации. Сигналы аку- стической эмиссии регистрировали непосредственно в условиях пластиче- ской деформации с целью определения начала эволюции структуры [4,5]. Физика и техника высоких давлений 2005, том 15, № 2 40 Температурно-временную стабильность физико-механических свойств оп- ределяли на серии образцов в процессе изотермической (комнатная темпера- тура) выдержки в течение 2 лет с интервалом измерения 3 месяца. Исследования структуры в поперечном сечении волокнистого наноком- позита проведены на электронном микроскопе JEM-200EM с увеличением ×104, ×105. Рентгеноструктурные исследования выполнены на дифрактомет- ре ДРОН-3 в Kα1 Fe-излучении. Экспериментальное исследование нанокомпозитов На рис. 1,а представлены электронно-микроскопические снимки поверх- ности разрыва гомогенного нановолокнистого композита на основе меди по- сле механических испытаний. Геометрия торцевой поверхности показана на рис. 1,б. На рис. 1,в приведена профилограмма рельефа поверхности разры- ва, по которой можно судить о структурной организации границ раздела между нановолокнами и оболочкой материала в условиях предельной де- формации и оценить характер разрушения. Из рис. 1,а видно, что в одной части образца медные волокна размера по- рядка 100 nm имеют четко очерченные границы, в другой же части волокна теряют свою индивидуальность и фактически сливаются с медной матрицей. а б в Рис. 1. Электронно-микроскопическое исследо- вание нановолокнистой медной проволоки: а − участок трассирования электронного луча; б − геометрия торцевой поверхности; в − профило- грамма торцевой поверхности разрыва Физика и техника высоких давлений 2005, том 15, № 2 41 Фрагментация и слияние зерен, вероятно, протекают одновременно в зависимо- сти от реализации локальных условий деформирования еще в процессе гидро- экструзии или на стадии предразрушения в процессе испытания. Проведенные ранее эксперименты in situ по измерению электросопротивления и акустической эмиссии [3,5] свидетельствуют об активизации структурно-кинетических про- цессов еще задолго до наступления непосредственного разрыва нанопроволоки. Одним из актуальных вопросов, связанных с получением и исследованием нановолокнистых материалов, является температурно-временная стабиль- ность сформированной наноструктуры. На рис. 2,а представлены зависимо- сти предела прочности и пластичности от температуры испытания. Видно, что, начиная с 400 K, наблюдаются достаточно резкое уменьшение предела прочности (с 540 MPa при 300 K до 260 MPa при 450 K) и значительное уве- личение пластичности (с 1% при 300 K до 20% при 450 K). Профилограмма излома (см. рис. 1,в) свидетельствует о хрупком характере разрушения нано- валокнистой меди при комнатной температуре испытания. Разрушение при температуре 450 K проявляет вязкий характер разрушения. Аналогичная температурная зависимость прочностных характеристик (рис. 2,а) наблюдалась и на усах меди [7], а также на теоретических кривых, полу- ченных методами молекулярной динамики. Следует отметить, что на усах уменьшение прочностных свойств имело место в более низкой (порядка 200 K) области температур. Аналогия в температурных зависимостях пределов прочности нанопроволоки (рис. 2,а) и усов меди [7] позволяет предположить схожесть их структурной организации, т.е. возможность формирования за счет текстурного слияния зерен в медном композите протяженных структур- ных элементов, аналогичных структуре усов. Это, отчасти, может объяснить их высокую прочность и ограниченную пластичность. Возможность форми- рования протяженных идеальных кристаллографических структур наподобие усов за счет текстурного слияния зерен при растяжении следует также из ре- зультатов компьютерных экспериментов, приведенных ниже. 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0 1 2 3 4 5 6 6 5 4 1 σ, M Pa δ = ∆l/l0 2 3 0 5 10 15 20 25 480 500 520 540 560 δ , % σ, M Pa time, months 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 а б Рис. 2. Температурные (а) и временные (б) зависимости прочностных характери- стик нановолокнистой меди: 1 − начальная температура; 2 − Т = 420 K; 3 − 470; 4 − 570; 5 − 670; 6 − 770 Физика и техника высоких давлений 2005, том 15, № 2 42 Непосредственно после приготовления образцов максимальная прочность отдельных образцов нанопроволоки превышала 600 MPa. Изотермическая выдержка при комнатной температуре в течение двух лет приводит к уменьшению прочности до 15% и увеличению пластичности до 50% (рис. 2,б). Исследования физико-механических свойств за период 24 месяца (с ин- тервалом 3 месяца) показали, что изменение прочности и пластичности опи- сываются различными функциями, что может свидетельствовать о различ- ных механизмах, ответственных за уменьшение прочности и увеличение пластичности. С другой стороны, такое поведение механических свойств не может быть связано с процессами обычного температурного старения, по- скольку, во-первых, для этого недостаточно температуры, во-вторых, темпе- ратурное старение сопровождается противоположным изменением механи- ческих свойств. Более вероятно, что такой характер изменения свойств мо- жет быть обусловлен протеканием медленных диффузионных процессов ре- лаксации системы, далекой от термодинамического равновесия. Изотерми- ческая выдержка при 670 K в течение 180 min приводит к увеличению проч- ности до 30% и уменьшению пластичности до 20%, что характерно для тем- пературного старения. Для проведения исследований особенностей структурно-кинетических изменений в процессе интенсивной пластической деформации и проверки высказанных предположений о возможности формирования в нановолокнах структуры, близкой к структуре усов, было использовано компьютерное мо- делирование на основе методов молекулярной динамики. Компьютерное исследование моделей нанокомпозитов Взаимодействие между атомами меди задавали парным центрально- симметричным потенциалом Леннарда−Джонса в виде [8−11]:                 −        = 6 0 12 0 2 ijij bij r r r rEU , (1) где ( ) ( ) ( ) 222 jijijiij ZZYYXXr −+−+−= – расстояние между частицами номеров i и j с декартовыми координатами Xi, Yi, Zi и Xj, Yj, Zj; Eb, r0 – энергия связи и равновесное расстояние между частицами в двухатомной системе. Постоянные в уравнении (1) и масса частиц в некоторой условной системе единиц выбирали равными Eb = 0.20833 mJc, r0 = 1 mc и m = 0.01 kgc, а шаг по времени − ∆t = 0.18 sc. Для сравнения с реальным материалом следует про- извести перевод единиц в соответствии с индивидуальными свойствами конкретного вещества. Например, для меди Eb = 0.83·10−19 J, r0 = 3.615·10−10 m, m = 1.0541·10−25 kg, откуда следует, что основные редуцированные единицы измерений для нее равны 1 mr = 3.615·10−10 m, 1 sr = 0.263·10−13 s, 1 kgr = = 1.0541·10−23 kg. Физика и техника высоких давлений 2005, том 15, № 2 43 а б в г Рис. 3. Стадии деформирования дислокационной стенки: а – начальное состояние; б, в, г – движение ударного фронта динамической перекристаллизации Как было показано ранее на примере двумерной модели для меди, в поле сдвиговых напряжений могут протекать процессы фрагментации [11]. В то же время в реальном композите могут проходить и процессы слияния зерен как за счет динамической перекристаллизации, так и за счет текстурных преобразований. Чтобы убедиться в данной возможности, приведем резуль- таты компьютерного моделирования на трехмерной ГЦК-решетке. Началь- ная конфигурация атомов для этой постановки задачи приведена на рис. 3,а. Здесь в плоскости рисунка изображена одна из кристаллографических плос- костей, проходящая через квадратные основания ГЦК-решетки со стороной r0. Вторая параллельная ей плоскость (она на рисунках не показана) распо- ложена на расстоянии 20r таким образом, что ее вершины проецируются на середины квадратов изображенной плоскости. С помощью периодиче- ских граничных условий эти два слоя повторяются так, что в направлении оси Z конструируется бесконечный кристалл. Вдоль оси Y также наложены периодические граничные условия с периодом, равным 30 межатомным рас- стояниям. Боковые грани молекулярного образца свободны. В целом такая конфигурация в расположении атомов фактически представляет собой на- нопленку, но качественные выводы применимы и для нанопроволоки. Для моделирования возможной эволюции малоугловых границ вдоль оси проволоки вводили вертикальную дислокационную стенку, которая разделяла два бесконечных нанозерна. Эта стенка формировалась за счет раздвижения и сжатия горизонтальных атомных слоев и последующей стабилизации образца. Вектор Бюргерса дислокаций, входящих в стенку, перпендикулярен боковой грани так, что лишняя плоскость направлена вдоль оси «проволоки». Процесс растяжения такой пленки осуществляется за счет увеличения с по- стоянной скоростью периода граничных условий вдоль оси Y. При достижении некоторого уровня деформации одна из дислокаций, образующая стенку, разво- рачивается на угол 90° так, что ее вектор Бюргерса оказывается параллельным свободным боковым граням. При дальнейшем деформировании в правой части нанопленки возникает область, сильноразориентированная относительно основ- ной области и отделенная от последней границей разуплотнений (рис. 3,б). В X Y Z 0 Физика и техника высоких давлений 2005, том 15, № 2 44 процессе растяжения граница, разделяющая эти области, движется в образце справа налево с постоянной скоростью (рис. 3,в) и через некоторое время поки- дает образец. В результате формируется однородная по всему сечению наноп- ленки область, представляющая собой единое как по сечению, так и по длине зерно (рис. 3,г). В итоге исходно двухзеренная структура (рис. 3,а) превратилась в однозеренную структуру (рис. 3,г). Слияние зерен в процессе деформирования, с одной стороны, свидетельствует о неправомерности оценок размеров зерен и нанонитей, исходя из простых геометрических соображений. С другой стороны, слияние зерен вдоль оси растяжения может привести к формированию структу- ры типа усов, которые, как известно, обладают высокой прочностью. Для моделирования возможной эволюции высокоугловых границ рас- сматривали бесконечную нанопроволоку, в которой чередовались два зерна структуры ГЦК, повернутые относительно друг друга на 90° (рис. 4). В про- цессе вытягивания то зерно, большая сторона которого перпендикулярна действующей силе, теряло устойчивость и разворачивалось на 90° так, что оба зерна оказывались одинаково ориентированными. В результате текстур- ного преобразования терялась сама необходимость существования высоко- угловой (90°) границы и проволока, как и предыдущем примере, в целом приобретала структуру, близкую структуре усов. В то же время следует от- метить, что и в том, и в другом примере в конечном состоянии имеются ло- кальные несовершенства в виде вакансий и дислокаций (см. рис. 3,е) и в ви- де высокоугловых границ, но уже наклонных под углом 45° (рис. 4,в). Таким образом, методом компьютерного моделирования показана воз- можность слияния зерен при вытягивании нановолокнистой проволоки вдоль границы, разделяющей зерна. а б в Рис. 4. Текстурное преобразование нанонити при растяжении: а – начальное со- стояние; б – промежуточное; в – конечное X Y Z 0 Физика и техника высоких давлений 2005, том 15, № 2 45 Выводы Экспериментально и методами компьютерного моделирования: 1) проведено исследование структурно-кинетических изменений в волок- нистых наноматериалах, полученных в процессе интенсивной пластической деформации. Установлено, что при достаточно больших сдвиговых напря- жениях могут протекать как процессы фрагментации, так и противополож- ные им процессы динамической рекристаллизации; 2) исследована термическая стабильность сформированной нановолокни- стой структуры. Показано, что при повышении температуры происходит смена механизма разрушения от хрупкого к вязкому; 3) установлено, что при больших деформациях может осуществляться слияние нанозерен и формирование идеальной кристаллографической структуры вдоль всей длины нанопроволоки с кристаллографической струк- турой, близкой структуре усов. 1. В.З. Спусканюк, Л.Ф. Сенникова, Н.Н. Белоусов и др., Прогрессивные техноло- гии и системы машиностроения. Международный сборник научных трудов, ДонНТУ, Донецк (2002), вып. 21, с. 255−260. 2. В.З. Спусканюк, Л.Ф. Сенникова, Е.А. Павловская, Н.И. Матросов, А.Б. Дугадко, Металлофиз. новейшие технол. 25, 445 (2003). 3. В.Н. Варюхин, Н.Н. Белоусов, ФТВД 14, № 2, 7 (2004). 4. В.Н. Варюхин, Н.Н. Белоусов, Зб. Витчак, ФТВД 9, № 1, 98 (1999). 5. В.Н. Варюхин, Н.Н. Белоусов, Е.Г. Пашинская, Зб. Витчак, ФТВД 10, № 2, 15 (2000). 6. Zb. Witczak, Mater. Sci. Eng. A239−240, 106 (1997). 7. С.З. Бокштейн, С.Т. Кишкин, М.П. Назарова, Физика деформационного упроч- нения монокристаллов, Наукова думка, Киев (1972). 8. D. Frenkel, D. Smit, Understanding Molecular Simulation. From Algorithms to Ap- plications, Academic Press, San Diego–San Fransisco–New York–Boston– Lon- don−Sydney–Tokyo (2002). 9. L.S. Metlov, Evolution of Metal Structure at Intense Plastic Strains: Molecular Dynam- ics Simulation, http://arxiv.org/abs/cond-mat/0305129, p. 1 (2003), print 7 May 2003. 10. L.S. Metlov, Molecular Dynamics Simulation of Intensive Plastic Deformation,. http://arxiv.org/abs/cond-mat/0210486, p. 2 (2002), print 23 Oct 2002. 11. В.Н. Варюхин, Е.Г. Пашинская, Л.С. Метлов, А.Ф. Морозов, А.С. Домарева, С.Г. Сынков, В.Г. Сынков, Т.П. Заика, ФТВД 12, № 1, 29 (2002). L.S. Metlov, N.N. Belousov, A.B. Dugadko. STRUCTURAL-KINETIC PECULIARITIES OF FIBROUS NANOMATERIAL DEFORMATION Changes in structure and kinetics of fibrous nanomaterials produced by plastic deforma- tion have been investigated. It has been found experimentally that under the action of Физика и техника высоких давлений 2005, том 15, № 2 46 shearing stresses, two competing processes of fragmentation and dynamic recrystalliza- tion proceed simultaneously in homogeneous nanofibrous materials. The nanofibrous structure of copper has been investigated for thermal stability. It has been experimentally and theoretically shown that with temperature increase and under the influence of limit stresses there is a change in plastic deformation mechanism from brittle to viscous frac- ture. Temperature effect of increased plasticity of homogeneous nanofibrous materials has been detected. Increased plasticity has been shown to be due to slippage between nanofibre boundaries and the surrounding native shell. Fig. 1. Electron-microscope investigation of nanofibrous copper wire: а − section of electron beam tracing; б − end-face geometry; в − profilometry pattern of the end-face rupture surface Fig. 2. Temperature (а) and time (б) dependences of strength characteristics of nanofi- brous copper: 1 − starting temperature; 2 − Т = 420 K; 3 − 470; 4 − 570; 5 − 670; 6 − 770 Fig. 3. Stages of dislocation wall deformation: а – initial state; б, в, г – motion of dy- namic-recrystallization shock front Fig. 4. Transformation of nanofibre texture during tension: а – initial state; б – intermedi- ate; в − final

Структурно-кинетические особенности деформирования волокнистых наноматериалов

Репозитарії

Схожі ресурси