Издателям
Вышедшие номера
Влияние включений на гетерогенное зарождение трещин в нанокомпозитных материалах
Гуткин М.Ю.1, Овидько И.А.1, Скиба Н.В.1
1Институт проблем машиноведения РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: gutkin@def.ipme.ru
Поступила в редакцию: 19 апреля 2006 г.
Выставление онлайн: 20 января 2007 г.

Предложена двумерная теоретическая модель гетерогенного зарождения зернограничной нанотрещины в нанокомпозитном материале, состоящем из нанокристаллической матрицы и наноразмерных включений с теми же упругими модулями, что и матрица. Включения имеют форму вытянутых стержней прямоугольного сечения и испытывают собственную дилатационную деформацию из-за несоответствия параметров решетки и коэффициентов теплового расширения матрицы и включения. В рамках модели нанотрещина разрыва-сдвига зарождается на отрицательной дисклинации, принадлежащей двухосному диполю клиновых зернограничных (или стыковых) дисклинаций, раскрывается вдоль межзеренной границы и достигает границы включения. Показано, что в зависимости от взаимного расположения и ориентации начального отрезка нанотрещины и включения нанотрещина может либо проникнуть внутрь включения, либо обогнуть его по границе матрица--включение. При этом вероятность зарождения нанотрещины увеличивается вблизи включения с отрицательной (сжимающей) собственной дилатацией. Уменьшение размера включения снижает вероятность раскрытия трещины вдоль межфазной границы, если собственная дилатация отрицательна, и увеличивает эту вероятность, если собственная дилатация положительна. Работа выполнена при поддержке INTAS (грант N 03-51-3779), INTAS--AIRBUS (грант N 04-80-7339), Российского фонда фундаментальных исследований (грант N 04-01-00211), Фонда содействия отечественной науке, программы РАН "Структурная механика материалов и элементов конструкций", Программы государственной поддержки ведущих научных школ (грант Президента РФ НШ-4518.2006.1), Офиса морских исследований США (the Office of US Naval Research) (проект N 00014-05-1-0217), Фонда CRDF (грант RUE2-2684-ST-05), Санкт-Петербургского научного центра РАН и Комитета по науке и высшей школе Санкт-Петербурга. PACS: 61.72.Bb, 61.72.Lk
  • K.S. Kumar, S. Suresh, M.F. Chisholm, J.A. Horton, P. Wang. Acta Mater. 51, 387 (2003)
  • M.Yu. Gutkin, I.A. Ovid'ko. Plastic deformation in nanocrystalline materials. Springer, Berlin--Heidelberg--N.Y. (2004). 198 p
  • Mechanical properties of nanocrystalline materials and nanocomposites. MRS Symp. Proc. Vol. 791 / Eds I.A. Ovid'ko, C.S. Pande, R. Krishnamoorti, E.J. Lavernia, G. Skandan. MRS, Warrendale (2004)
  • С.В. Бобылев, М.Ю. Гуткин, И.А. Овидько. ФТТ 46, 1986 (2004)
  • М.Ю. Гуткин, И.А. Овидько, Н.В. Скиба. ФТТ 46, 1975 (2004)
  • М.Ю. Гуткин, И.А. Овидько, Н.В. Скиба. ФТТ 47, 1602 (2005)
  • В.А. Поздняков, А.М. Глезер. ФТТ 47, 793 (2005)
  • Б.И. Смирнов, В.В. Шпейзман, В.И. Николаев. ФТТ 47, 816 (2005)
  • B.Q. Han, E. Lavernia, F.A. Mohamed. Rev. Adv. Mater. Sci. 9, 1 (2005)
  • I.A. Ovid'ko. Rev. Adv. Mater. Sci. 10, 89 (2005)
  • D. Wolf, V. Yamakov, S.R. Phillpot, A.K. Mukherjee, H. Gleiter. Acta Mater. 53, 1 (2005)
  • G.-D. Zhan, J.D. Kuntz, J. Wan, A.K. Mukherjee. MRS Bull. 29, 22 (2004)
  • H.-Y. Lee, Y.-H. Kim, Y.-K. Chang. Acta Mater. 52, 5812 (2004)
  • M. Kotoul, I. Dlouhy. Mater. Sci. Eng. A 387--389, 404 (2004)
  • G.-D. Zhan, A.K. Mukherjee. Rev. Adv. Mater. Sci. 10, 185 (2005)
  • I.A. Ovid'ko, A.G. Sheinerman. Phil. Mag. 86, 1415 (2006)
  • S. Veprek, A.S. Argon. J. Vac. Sci. Technol. 20, 650 (2002)
  • В.В. Рыбин. Большие пластические деформации и разрушение металлов. Металлургия, М. (1986). 242 с
  • A.E. Romanov, V.I. Vladimirov. In: Dislocations in solids / Ed. F.R.N. Nabarro. North Holland, Amsterdam (1992). Vol. 9. P. 191--402
  • В.В. Инденбом. ФТТ 3, 2071 (1961)
  • I.A. Ovid'ko, A.G. Sheinerman. Acta Mater. 52, 1201 (2004)
  • В.В. Рыбин, И.М. Жуковский. ФТТ 20, 1829 (1978)
  • M.Yu. Gutkin, I.A. Ovid'ko. Phil. Mag. A 70, 561 (1994)
  • M.S. Wu, H. Zhou. Int. J. Fracture 82, 381 (1996)
  • M.Yu. Gutkin, I.A. Ovid'ko. Phil. Mag. Lett. 84, 655 (2004)
  • K. Zhou, A.A. Nazarov, M.S. Wu. Phys. Rev. B 73, 045 410 (2006)
  • M.S. Wu. Solid State Phenom. 87, 277 (2002)
  • M.Yu. Gutkin, K.N. Mikaelyan, I.A. Ovid'ko. Phys. Stat. Sol. (a) 153, 337 (1996)
  • М.Ю. Гуткин, И.А. Овидько. Физическая механика деформируемых наноструктур. Янус, СПб (2005). Т. 2. 352 с
  • V.G. Gryaznov, A.M. Kaprelov, A.E. Romanov, I.A. Polonskii. Phys. Stat. Sol. (b) 167, 441 (1991)
  • И.А. Овидько, А.В. Осипов. ФТТ 34, 288 (1992)
  • М.Ю. Гуткин, К.Н. Микаелян, И.А. Овидько. ФТТ 37, 552 (1995)
  • М.Ю. Гуткин, Е.С. Айфантис. ФТТ 41, 2158 (1999)
  • M.Yu. Gutkin. Rev. Adv. Mater. Sci. 1, 27 (2000)
  • D. Udler, D.N. Seidman. Phys. Rev. B 54, 133 (1996)
  • 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.