Влияние температуры на теоретическую прочность кристаллов меди и алюминия

Зиновьев А.В.*, Пшеничнюк А.И., Искандаров А.М., Дмитриев С.В.

Институт проблем сверхпластичности металлов, Уфа, Россия

*[email protected]

В экспериментах по наноиндентированию [1] и сжатию наностобликов [2] была продемонстрирована высокая прочность материалов, близкая к теоретиче- ской, что объясняется малым количеством дефектов и затруднением их генерации в наноразмерных объемах вещества. Это приводит к затруднению работы меха- низмов пластической деформации характерных для макроскопических материалов. Высокая прочность и более широкий интервал упругой деформации наноразмер- ных кристаллов представляют интерес для технологии упругих деформаций, рас- ширяя возможности изменения свойств материалов путем их однородной дефор- мации [3].

В данной работе, с помощью метода молекулярной динамики определено влияние температуры на критическое напряжение сдвига монокристаллов меди и

алюминия в направлении лёгкого скольжения (111)[112 ] при температуре от 0 до

400 K. Установлена согласованность макроскопического и атомистического под- ходов к определению потери механической устойчивости кристалла, сопровож- даемой образованием дефекта упаковки. Показано, что макроскопический крите- рий, основанный на сравнении определителя матрицы констант упругости с нулем, применим лишь для случая низких температур. При конечной температуре опреде- литель матрицы констант упругости не достигает нуля даже в момент зарождения дефекта упаковки, так как потеря устойчивости кристаллической решётки в этом случае носит термоактивированный характер.

Рис. 1. Зависимость определителя матрицы констант упругости (сплошные кри- вые) и касательного напряжения (штриховые кривые) от приложенной сдвиговой деформации при температурах из интервала от 0K до 400К для монокристалла алюминия.

1. A.M. Minor, S.A. Syed Asif, Z. Shan, E.A. Stach, E. Cyrankowski, T.J. Wyrobek, O.L. Warren, Nat. Mater. 5, 697 (2006).

2. D. Kiener, C. Motz, G. Dehm., Mater. Sci. Eng. A. 505, 79 (2009). 3. T. Zhu, J. Li., Progr. Mater. Sci. 55, 710 (2010).

Дата добавления: 2017-01-14