Автоматизация технологического проектирования РЭС. Королев А.П - 39 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

или фрагментированных микроструктур, образующихся после обычных
больших деформаций. Очевидно, вследствие формирования наноструктур
может происходить изменение механизмов деформации в условиях растя-
жения образцов, когда наряду с движением решеточных дислокаций актив-
ное участие начинают принимать процессы на границах сформировавших-
ся при интенсивной пластической деформации нанозерен, в частности, зер-
нограничное проскальзывание.
Как известно, сочетание прочности и пластичности является необхо-
димым условием для разработки перспективных материалов. В этой связи
достижение очень высокой прочности и пластичности в металлах и спла-
вах, подвергнутых интенсивной пластической деформации, открывает пути
создания принципиально новых конструкционных материалов, микро-
структуры которых являются наноразмерными.
Высокопрочное состояние с пределом прочности более 800 МПа было
реализовано в наноструктурных алюминиевых плавах, демонстрируя воз-
можность достижения в них прочности выше, чем у сталей.
В объемных наноматериалах изменяются не только механические
свойства. В ферромагнитных материалах, в которых размеры зерен становятся
соизмеримыми с размерами доменов, существенно (в 10 раз) возрастает коэр-
цитивная сила, а доменная структура по своему характеру отличается от
структуры в обычных материалах. В объемных наноструктурных кремнии
и германии изменяются оптические свойства.
Весьма существенно могут изменяться магнитные свойства наночас-
тиц по сравнению с массивным материалом. Это видно из сопоставления
свойств массивного материала и наночастиц из этого материала на примере
ряда металлов:
Для типичных ферромагнетиков переход в суперпарамагнитное со-
стояние возможен, когда размер частиц становится менее 1...10 нм.
Изменение магнитных свойств наноматериалов отражает изменения
самой кристаллической структуры твердых тел. При уменьшении размера
ферромагнетика замыкание магнитных потоков внутри него оказывается
все менее выгодным энергетически. При достижении некоторого критиче-
ского размера (d
кp
), частицы становятся однодоменными, что сопровожда-
ется увеличением коэрцитивной силы до максимального значения. Даль-
нейшее уменьшение размера частиц приводит к резкому падению коэрци-
тивной силы до нуля, вследствие перехода в супермагнитное состояние.
Наряду с металлическими объемными наноматериалами получены
также и неметаллические. Примером могут служить полинанокристалличе-
ские алмазы, т.е. поликристаллические алмазы с нанометровым размером
составляющих их кристаллов. Сверхтвердое вещество получается при об-
работке давлением кристаллов-фуллеритов, образованных фуллеренами –
сфероподобными молекулами углерода С
60
, в которых атомы углерода рас-
полагаются по сфере, образуя на ее поверхности пяти- и шестиугольники.
Кроме чистых фуллеренов известны также и металлофуллерены, в ча-
стности фазы типа Fe
x
C
60
, обладающие высокими механическими свойст-
вами, которые были обнаружены при спекании смеси порошков железа и
чугуна в вакууме.
Особой разновидностью компактных наноматериалов являются тон-
кие пленки, представляющие собой двумерные наноматериалы. Исполь-
зуемые главным образом в электронной технике, эти пленки получают
конденсацией из паровой фазы, осуществляя, например, электроннолучевое
или магнетронное распыление.
Нанопроволоки и нановолокна. Нанопроволоки, металлические нано-
проволоки для электронных микросхем, а также нанопроволоки из точеных
наночастиц («мушек»), выращивают методом конденсации из паровой фа-
зы на ступенчатых подложках. Требуется, чтобы поверхностная энергия
материала подложки (субстрата) превышала поверхностную энергию аб-
сорбата. Так, для получения медных проволок требуется подложка из мо-
либдена. На вольфраме, имеющем более высокую поверхностную энер-
гию, формируются цепочки нано-«мушек». Сущность процесса заключает-
ся в том, что паровая частица, осевшая на плоскости «ступеньки», под
влиянием поверхностных сил диффундирует по плоскости ступеньки в ее
угол, где действуют силы двух плоскостей. Процесс позволяет получать
нанопроволоки как в виде «прутков» диаметром порядка 3 нм, так и в виде
«полосок» такой же толщины с шириной 20...60 нм. Для получения нано-
проволок из полупроводников, например из сплава InGaAs и т.п., исполь-

Страницы