Автоматизация технологического проектирования РЭС. Королев А.П - 37 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

рошков при низких температурах, даже в условиях высоких приложенных
давлений, ведет к остаточной пористости. Более того, проблемами остают-
ся загрязнения образцов при подготовке порошков и особенно увеличение
их геометрических размеров.
В этой связи большой интерес вызывает получение наноструктурных
материалов методами интенсивной пластической деформации (ИПД), т.е.
большими деформациями в условиях высоких приложенных давлений. В
основе методов ИПД лежит сильное измельчение микроструктуры в метал-
лах и сплавах до наноразмеров за счет больших деформаций. При разра-
ботке этих методов существует несколько требований для получения объ-
емных наноматериалов [4]. Во-первых, важность формирования ультра-
мелкозернистых (УМЗ) структур, имеющих большеугловые границы зерен,
поскольку именно в этом случае качественно изменяются свойства мате-
риалов. Во-вторых, формирование наноструктур, однородных по всему
объему образца, что необходимо для обеспечения стабильности свойств
полученных материалов. В-третьих, образцы не должны иметь механиче-
ских повреждений или разрушений, несмотря на их интенсивное деформи-
рование.
Для получения массивных наноструктурных материалов используется
метод, основанный также на деформации сдвигом, – равноканальное угло-
вое прессование.
В последние годы равноканальное угловое прессование явилось объектом
многочисленных исследований в связи с возможностями практического ис-
пользования объемных наноструктурных металлов и сплавов.
2.3 ОСОБЕННОСТИ МОДЕЛИ НАНОСТРУКТУР
Наноструктурные материалы, вследствие очень малого размера зерен,
содержат в структуре большое количество границ зерен, которые играют
определяющую роль в формировании их необычных физических и механи-
ческих свойств.
Был установлен ряд особенностей структуры нанокристаллических
материалов, полученных газовой конденсацией атомных кластеров с по-
следующим их компактированием. Это, прежде всего, пониженная плот-
ность полученных нанокристаллов и присутствие специфической «зерно-
граничной фазы», обнаруженное с появлением дополнительных пиков при
мессбауэровских исследованиях. На основании проведенных эксперимен-
тов, включая компьютерное моделирование, была предложена структурная
модель нанокристаллического материала, состоящего из атомов одного
сорта. В соответствии с этой моделью такой нанокристалл состоит из двух
структурных компонент: кристаллитов-зерен и зернограничных областей.
Атомная структура всех кристаллитов совершенна и определяется только
их кристаллографической ориентацией. В то же время зернограничные об-
ласти, где соединяются соседние кристаллиты, характеризуются понижен-
ной атомной плотностью и измененными межатомными расстояниями.
В исследованиях были выявлены и важные недостатки такой модели.
Во-первых, в согласии с высокоразрешающей электронной микроскопией
границы зерен являются значительно более узкими, чем это предсказывает-
ся моделью и их ширина обычно не превышает 1–2 межатомных расстоя-
ний. Во-вторых, атомно-кристаллическая решетка в нанокристаллах не яв-
ляется совершенной и обычно упруго искажена [4]. Более того, метод по-
лучения наноструктурных материалов играет весьма важную роль в фор-
мировании их структуры и свойств. Экспериментальные исследования,
проведенные с использованием различных, часто взаимно дополняющих
методов, каковыми являются просвечивающая, включая высокоразрешаю-
щую, электронная микроскопия, рентгеноструктурный анализ, мессбау-
эровская спектроскопия, дифференциальная сканирующая калориметрия,
свидетельствуют, что в наноструктурных ИПД металлах и сплавах границы
зерен носят неравновесный характер, обусловленный присутствием зерно-
граничных дефектов с высокой плотностью.
Недавние прямые наблюдения границ зерен, выполненные методом
просвечивающей электронной микроскопии, дали прямые доказательства
их специфичной неравновесной структуры в НСМ, вследствие присутствия
атомных ступенек и фасеток, а также зернограничных дислокаций [4]. В
свою очередь, вследствие неравновесных границ зерен, возникают высокие
напряжения и искажения кристаллической решетки, которые ведут к дила-
тациям решетки, проявляющимся в изменении межатомных расстояний,
появлении значительных статических и динамических атомных смещений,

Страницы