Эффекты мощного ультразвукового воздействия на структуру и свойства наноматериалов. Хасанов О.Л - 21 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

щины, как правило, по границам зерен [33, 42].
В работе [43] проведена оценка возникающих в образце внутренних
напряжений и предложен диффузионно-дислокационный механизм раз-
рушения хрупких и пластичных материалов при ультразвуковом воздей-
ствии.
1.3.1 Механизм хрупкого разрушения
При ультразвуковом облучении кристалла его поверхность и границы
зерен подвергаются циклическим сжимающим-растягивающим нагруз-
кам. При этом на поверхности кристалла и на границах зерен одновре-
менно с изменением возникающих напряжений меняется концентрация
вакансий. Это изменение связано с циклическим изменением равновес-
ной концентрации вакансий на свободной поверхности и на границах зе-
рен.
В результате циклического изменения концентрации вакансий на по-
верхности и границах зерен количество вакансий, поглощаемых поверх-
ностью и границами зерен, меньше, чем количество возникающих ва-
кансий, диффундирующих вглубь кристалла. Таким образом, со свобод-
ной поверхности и границ зерен происходит «накачка» вакансий в кри-
сталл.
Испускаемые поверхностью и границами зерен вакансии диффунди-
руют от поверхности и границ зерен вглубь кристалла и зерна, что при-
водит к увеличению концентрации вакансий и возникновению в припо-
верхностном слое и около границ зерен области вакансионного пере-
сыщения толщиной порядка 200 (D/ν)
1/2
, где D – коэффициент диффузии
вакансий,
ν
– частота ультразвуковой волны. Избыточные вакансии в
этой области группируются в дискообразные скопления, параллельные
плоскости плотнейшей упаковки кристаллической решетки, около
имеющихся в кристалле примесных атомов и выделений с последую-
щим захлопыванием вакансионных скоплений и образованием дислока-
ционных петель. Избыточные вакансии также отжигаются на уже
имеющихся в кристалле дислокациях и дислокационных петлях, на сво-
бодной поверхности кристалла и на границах зерен. Взамен исчезнувших
избыточных вакансий в эту область поступают новые вакансии, что при-
водит к сохранению вакансионного пересыщения и, как следствие, – к
образованию новых дислокационных петель и росту уже имеющихся. Та-
ким образом, в этой области работает «вакансионный насос» [44, 45], ко-
торый постоянно «засасывает» вакансии со свободной поверхности и
границ зерен и «сбрасывает» их на существующие в кристалле объемные
стоки (вакансионные петли), которые при этом быстро растут.
21

Страницы