Аномальное упрочнение двухкомпонентных неупорядоченных кристаллов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Изучена природа повышения прочности неупорядоченных двухкомпонентных твердых растворов по сравнению с материалами, состоящими из атомов одного компонента. С этой целью рассчитан вклад экстремальных флуктуаций в распределение атомов раствора, создающих препятствия для движения дислокационных перегибов (кинков). Показано, что медленное – степенное – убывание вероятности больших задержек на таких препятствиях приводит к аномальной кинетике кинков. Она сопровождается замедлением движения дислокаций. Это может быть причиной упрочнения материала.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Б. В. Петухов

Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники НИЦ “Курчатовский институт”

Автор, ответственный за переписку.
Email: petukhov@crys.ras.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Хирт Дж., Лоте И. Теория дислокаций. М.: Атомиздат, 1972. 598 с.
  2. Messerschmidt U. Dislocation Dynamics during Plastic Deformation / Ed. Hull R. Berlin; Heidelberg, Springer Science and Business Media, 2010.
  3. Петухов Б.В. Динамика дислокаций в кристаллическом рельефе. Дислокационные кинки и пластичность кристаллических материалов. Saarbrücken: Lambert Academic Publishing, 2016. 385 с.
  4. Kataoka T., Uematsu T., Yamada T. // Jpn. J. Appl. Phys. 1978. V. 17. № 2. P. 271.
  5. Kim I.H., Oh H.S., Kim S.J., Park E.S. // J. Alloys Compd. 2021. V. 886. P. 161320. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.161320
  6. Yonenaga I. // J. Phys.: Conf. Ser. 2013. V. 471. P. 012002. https://doi.org/10.1088/1742-6596/471/1/012002
  7. Иунин Ю.Л., Никитенко В.И., Орлов В.И. и др. // ЖЭТФ. 2002. Т. 121. С. 129.
  8. George E.P., Raabe D., Ritchie R.O. // Nat. Rev. Mater. 2019. V. 4. P. 515. https://doi.org/10.1038/s41578-019-0121-4
  9. Tang Y., Wang R., Xiao B. et al. // Progr. Mater. Sci. 2023. P. 101090. https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2023.101090
  10. Zhou X., Wang X., Fey L. et al. // MRS Bull. V. 48. P. 777. https://doi.org/10.1557/s43577-023-0057-y
  11. Рогачев А.С. // Физика металлов и металловедение. 2020. Т. 121. С. 807.
  12. Pink E., Eck R. // Mater. Sci. Technol. 2006. https://doi.org/10.1002/9783527603978.mst0088
  13. Varvenne C., Luque A., Nohring W.G. Curtin W.A. // Phys. Rev. B. 2016. V. 93. P. 104201. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.93.104201
  14. Pink E., Arsenault R.J. // Progr. Mater. Sci. 1980. V. 24. P. 1. https://doi.org/10.1016/0079-6425(79)90003-3
  15. Петухов Б.В. // Кристаллография. 2007. Т. 52. С. 113.
  16. Iunin Yu.L., Nikitenko V.I., Orlov V.I., Petukhov B.V. // Phys. Rev. Lett. 1997. V. 78. P. 3137. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.78.3137
  17. Kramers H.A. // Physica. 1940. V. 7. P. 284. https://doi.org/10.1016/S0031-8914(40)90098
  18. Hughes B.D. Random Walks and Random Environment. Cambridge: Cambridge University Press, 1995. https://doi.org/10.1093/oso/9780198537892.001.0001
  19. Majumdar S.N., Pal A., Schehr G. // Phys. Rep. 2020. V. 840. P. 1. https://www.elsevier.com/open-access/userlicense/1.0/
  20. Bouchaud J.P., Georges A. // Phys. Rep. 1990. V. 195. P. 127. https://doi.org/10.1016/0370-1573(90)90099
  21. Bouchaud J.P., Comtet A., Georges A., Le Doussal P. // Ann. Phys. 1990. V. 201. P. 285. https://doi.org/10.1016/0003-4916(90)90043
  22. Учайкин В.В. // Успехи физ. наук. 2003. Т. 173. С. 847. https://doi.org/103367/UFNr.0173.200308c.0847
  23. Risken H. Fokker-Planck Equation. Berlin; Heidelberg: Springer, 1996. https://doi.org/10.007/978-3-642-61544-3
  24. Maresca F., Curtin W.A. // Acta Mater. 2020. V. 162. P. 144. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2019.10.007
  25. Ghafarollahi A., Curtin W. // Acta Mater. 2021. V. 215. P. 117078. https://doi.org/j.actamat.2921.117078
  26. Suzuki H. // Nachrichten der Akademie der Wissenschaften in Gottingen II. Matematisch-Physikalische Klasse. 1971. V. 6. P. 113.
  27. Петухов Б.В. // ФТТ. 1971. Т. 13. С. 1445.
  28. Petukhov B.V. // Phys. Rev. E. 2008. V. 77. P. 02660. https://doi.org/10.1103/PhysRevE.77.026601
  29. Петухов Б.В. // ФТТ. 2024. Т. 66. С. 473. https://doi.org/10.61011/FTT.2024.03.57490.275
  30. Jiang T., Xiang Y., Zhang L. // Nat. Commun. 2022. V. 13. P. 4777. https://doi.org/10.1137/20M1332888
  31. Yin Sh., Ding J., Asta M., Ritchie R.O. // npj Comput. Mater. 2020. V. 6. P. 110. https://doi.org/10.1038/s41524-020-00377-5
  32. Лифшиц И.М., Гредескул С.А., Пастур Л.А. Введение в теорию неупорядоченных систем. М.: Наука, 1982. 360 с.
  33. Петухов Б.В. // ФТТ. 1988. Т. 30. С. 2893.
  34. Kamimura Y., Edagawa K., Takeuchi S. // Acta Mater. 2013. V. 61. P. 294. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2012.09.059
  35. Resnick S.I. Heavy Tail Phenomena: Probabilistic and Statistical Modeling. New York: Springer Science–Business Media, 2007. 403 p. https://doi.org/10.1007/978-0-387-45024-7

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Иллюстрация перемещения кинка через хаотически распределенные атомы раствора из начального положения (штриховая линия) в конечное (сплошная линия). Пустые кружки показывают атомы компонента B, закрашенные – компонента A. Отмечены четыре возможные конфигурации атомов в соседних долинах кристаллической решетки, вносящие различные вклады в потенциальный рельеф для перемещения кинка.

Скачать (41KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Пороговое напряжение (а) в зависимости от температуры Tu = kT/u при различных концентрациях атомов раствора c: 0.1 (1), 0.2 (2), 0.3 (3), 0.4 (4). Пороговая температура (б) в зависимости от концентрации атомов раствора при различных значениях безразмерной движущей силы Fa/u: 0.1 (1), 0.15 (2), 0.2 (3), 0.3 (4), 0.4 (5), 0.5 (6). Расчет с помощью соотношения (4) (сплошные линии) и альтернативный расчет (кружки), приводящий к условию δ = 1, как и зависимость порогового напряжения от концентрации атомов раствора.

Скачать (171KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Параметры оптимальной флуктуации, характеризующие числа конфигураций атомов сортов AB y = n1/N (сплошные кривые) и BA z = n2/N (штриховые кривые) (а), для значений движущей силы Fa/u: 0.1 (1, 1′), 0.2 (2, 2′), 0.3 (3, 3′), 0.4 (4, 4′). Полное число конфигураций в барьере N в зависимости от средней концентрации раствора при различных значениях безразмерной движущей силы Fa/u: 0.1 (1), 0.2 (2), 0.3 (3), 0.4 (4), 0.5 (5).

Скачать (157KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Зависимость от движущей силы Fa/u параметров оптимальной флуктуации – концентраций y атомов сорта A и z атомов сорта B внутри флуктуации – при средней концентрации атомов раствора A в объеме материала (штриховая линия) с = 0.2. На вставке – форма барьера, создаваемого оптимальной флуктуацией, при с = 0.3, Fa/u = 0.1.

Скачать (135KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Зависимость пороговой движущей силы от средней концентрации атомов раствора при 77 (1) и 293 К (2) (в безразмерных единицах Fa/u и kT/u соответственно). На вставке для качественного сравнения показано деформирующее напряжение твердого раствора KCl–KBr при тех же температурах по данным [4].

Скачать (175KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».