Anomalous hardening of two-component disordered crystals

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

The nature of increasing the strength of disordered two-component solid solutions in comparison with materials consisting of atoms of one component is studied. For this purpose, the contribution of extreme fluctuations in the distribution of solution atoms, which create obstacles for the movement of dislocation kinks, is calculated. It is shown that a slow - power - decrease in the probability of large delays on such obstacles leads to anomalous kinetics of kinks. It is accompanied by a slowdown in the movement of dislocations. This may be the reason for the hardening of the material.

全文:

受限制的访问

作者简介

B. Petukhov

Shubnikov Institute of Crystallography of Kurchatov Complex of Crystallography and Photonics of NRC “Kurchatov Institute”

编辑信件的主要联系方式.
Email: petukhov@crys.ras.ru
俄罗斯联邦, Moscow

参考

  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

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Illustration of the movement of the kink through chaotically distributed atoms of the solution from the initial position (dashed line) to the final one (solid line). The empty circles show the atoms of component B, the shaded ones show the atoms of component A. Four possible configurations of atoms in the neighboring valleys of the crystal lattice are noted, making various contributions to the potential relief for kink movement.

下载 (41KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Threshold voltage (a) depending on temperature Tu = kT/u at different concentrations of atoms of solution c: 0.1 (1), 0.2 (2), 0.3 (3), 0.4 (4). Threshold temperature (b) depending on the concentration of atoms of the solution at different values of the dimensionless the driving force of Fa/u: 0.1 (1), 0.15 (2), 0.2 (3), 0.3 (4), 0.4 (5), 0.5 (6). Calculation using the ratio (4) (solid lines) and an alternative calculation (circles), leading to the condition δ = 1 as well as the dependence of the threshold voltage on the concentration of atoms of the solution.

下载 (171KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Optimal fluctuation parameters characterizing the number of configurations of atoms of grades AB y = n1/N (solid curves) and BA z = n2/N (dashed curves) (a) for the values of the driving force Fa/u: 0.1 (1, 1'), 0.2 (2, 2'), 0.3 (3, 3'), 0.4 (4, 4'). The total number of configurations in the barrier N, depending on the average concentration of the solution at different values of the dimensionless driving force Fa/u: 0.1 (1), 0.2 (2), 0.3 (3), 0.4 (4), 0.5 (5).

下载 (157KB)
索引源数据
5. Fig. 4. Dependence on the driving force Fa/u of the optimal fluctuation parameters – concentrations of y atoms of grade A and z atoms of grade B inside the fluctuation – at the average concentration of atoms of solution A in the volume of the material (dashed line) c = 0.2. The insert shows the shape of the barrier created by the optimal fluctuation, at c = 0.3, Fa/u = 0.1.

下载 (135KB)
索引源数据
6. Fig. 5. Dependence of the threshold driving force on the average concentration of atoms of the solution at 77 (1) and 293 K (2) (in dimensionless units Fa/u and kT/u, respectively). The insert for qualitative comparison shows the deforming stress of the KCl–KBr solid solution at the same temperatures according to [4].

下载 (175KB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 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».