Вышедшие номера
Home » Физика твердого тела » Год 2007, выпуск 2 » Статья стр. 252
<<<>>>
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.
PDF версия
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
  1. K.S. Kumar, S. Suresh, M.F. Chisholm, J.A. Horton, P. Wang. Acta Mater. 51, 387 (2003)
  2. M.Yu. Gutkin, I.A. Ovid'ko. Plastic deformation in nanocrystalline materials. Springer, Berlin--Heidelberg--N.Y. (2004). 198 p
  3. 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)
  4. С.В. Бобылев, М.Ю. Гуткин, И.А. Овидько. ФТТ 46, 1986 (2004)
  5. М.Ю. Гуткин, И.А. Овидько, Н.В. Скиба. ФТТ 46, 1975 (2004)
  6. М.Ю. Гуткин, И.А. Овидько, Н.В. Скиба. ФТТ 47, 1602 (2005)
  7. В.А. Поздняков, А.М. Глезер. ФТТ 47, 793 (2005)
  8. Б.И. Смирнов, В.В. Шпейзман, В.И. Николаев. ФТТ 47, 816 (2005)
  9. B.Q. Han, E. Lavernia, F.A. Mohamed. Rev. Adv. Mater. Sci. 9, 1 (2005)
  10. I.A. Ovid'ko. Rev. Adv. Mater. Sci. 10, 89 (2005)
  11. D. Wolf, V. Yamakov, S.R. Phillpot, A.K. Mukherjee, H. Gleiter. Acta Mater. 53, 1 (2005)
  12. G.-D. Zhan, J.D. Kuntz, J. Wan, A.K. Mukherjee. MRS Bull. 29, 22 (2004)
  13. H.-Y. Lee, Y.-H. Kim, Y.-K. Chang. Acta Mater. 52, 5812 (2004)
  14. M. Kotoul, I. Dlouhy. Mater. Sci. Eng. A 387--389, 404 (2004)
  15. G.-D. Zhan, A.K. Mukherjee. Rev. Adv. Mater. Sci. 10, 185 (2005)
  16. I.A. Ovid'ko, A.G. Sheinerman. Phil. Mag. 86, 1415 (2006)
  17. S. Veprek, A.S. Argon. J. Vac. Sci. Technol. 20, 650 (2002)
  18. В.В. Рыбин. Большие пластические деформации и разрушение металлов. Металлургия, М. (1986). 242 с
  19. A.E. Romanov, V.I. Vladimirov. In: Dislocations in solids / Ed. F.R.N. Nabarro. North Holland, Amsterdam (1992). Vol. 9. P. 191--402
  20. В.В. Инденбом. ФТТ 3, 2071 (1961)
  21. I.A. Ovid'ko, A.G. Sheinerman. Acta Mater. 52, 1201 (2004)
  22. В.В. Рыбин, И.М. Жуковский. ФТТ 20, 1829 (1978)
  23. M.Yu. Gutkin, I.A. Ovid'ko. Phil. Mag. A 70, 561 (1994)
  24. M.S. Wu, H. Zhou. Int. J. Fracture 82, 381 (1996)
  25. M.Yu. Gutkin, I.A. Ovid'ko. Phil. Mag. Lett. 84, 655 (2004)
  26. K. Zhou, A.A. Nazarov, M.S. Wu. Phys. Rev. B 73, 045 410 (2006)
  27. M.S. Wu. Solid State Phenom. 87, 277 (2002)
  28. M.Yu. Gutkin, K.N. Mikaelyan, I.A. Ovid'ko. Phys. Stat. Sol. (a) 153, 337 (1996)
  29. М.Ю. Гуткин, И.А. Овидько. Физическая механика деформируемых наноструктур. Янус, СПб (2005). Т. 2. 352 с
  30. V.G. Gryaznov, A.M. Kaprelov, A.E. Romanov, I.A. Polonskii. Phys. Stat. Sol. (b) 167, 441 (1991)
  31. И.А. Овидько, А.В. Осипов. ФТТ 34, 288 (1992)
  32. М.Ю. Гуткин, К.Н. Микаелян, И.А. Овидько. ФТТ 37, 552 (1995)
  33. М.Ю. Гуткин, Е.С. Айфантис. ФТТ 41, 2158 (1999)
  34. M.Yu. Gutkin. Rev. Adv. Mater. Sci. 1, 27 (2000)
  35. 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.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme