Перспективы применения наноматериалов в космической технике. Новиков Л.С - 25 стр.

UptoLike

Физические основы нанотехнологий
25
способность необратимо деформироваться под действием на-
грузок, и твердость, которая характеризуется сопротивлением
материала вдавливанию в него более твердого эталонного мате-
риала.
В целом наноматериалы обладают более высокими механиче-
скими характеристиками по сравнению с обычными объемными
материалами. Это объясняется значительными силами взаимо-
действия между атомами, находящимися на поверхности нано-
размерных зерен
, малым количеством структурных дефектов в
таких зернах и препятствиями, создаваемыми границами раздела
для распространения упоминавшихся выше дислокацийоблас-
тей нарушения кристаллической структуры, размеры которых
значительно превышают параметр решетки.
Качественно преимущества наноструктурированных материа-
лов перед крупнозернистыми материалами иллюстрируются
рис. 1.9а, который показывает соотношение между прочностью
(твердостью) и пластичностью материалов. Для наноматериалов
наблюдается улучшение всех параметров. Рис. 1.9б демонстрирует
Рис. 1.9. Качественная связь между прочностью (твердостью) и
пластичностью материалов (а) и соотношение между механиче-
скими параметрами для различных сталей (б): 1 – высокопрочные;
2 – низкоуглеродистые; 3 – нанокристаллические
б
П
р
едел п
р
очности, ГПа
2
1
0
100 20
ε
, %
2
1
3
а
П
р
очность
(
тве
р
дость
)
Пластичность
Крупнозернистые
материалы
Наномате
р
иалы
                                    Физические основы нанотехнологий

способность необратимо деформироваться под действием на-
грузок, и твердость, которая характеризуется сопротивлением
материала вдавливанию в него более твердого эталонного мате-
риала.
   В целом наноматериалы обладают более высокими механиче-
скими характеристиками по сравнению с обычными объемными
материалами. Это объясняется значительными силами взаимо-
действия между атомами, находящимися на поверхности нано-
размерных зерен, малым количеством структурных дефектов в
таких зернах и препятствиями, создаваемыми границами раздела
для распространения упоминавшихся выше дислокаций – облас-
тей нарушения кристаллической структуры, размеры которых
значительно превышают параметр решетки.

  Прочность (твердость)                Предел прочности, ГПа



                                       2
                                                1
               Наноматериалы
                                                                    3

                                       1

                                                                2
   Крупнозернистые
   материалы
                                       0
                     Пластичность          0    10         20           ε, %
                 а                                     б
  Рис. 1.9. Качественная связь между прочностью (твердостью) и
  пластичностью материалов (а) и соотношение между механиче-
  скими параметрами для различных сталей (б): 1 – высокопрочные;
  2 – низкоуглеродистые; 3 – нанокристаллические

   Качественно преимущества наноструктурированных материа-
лов перед крупнозернистыми материалами иллюстрируются
рис. 1.9а, который показывает соотношение между прочностью
(твердостью) и пластичностью материалов. Для наноматериалов
наблюдается улучшение всех параметров. Рис. 1.9б демонстрирует

                                                                               25