OSOBENNOST' POVEDENIYa DIBORIDA TITANA V PIKOSEKUNDNOM DIAPAZONE UDARNO-VOLNOVOGO NAGRUZhENIYa

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

Методом высокоскоростной интерферометрии в пикосекундном диапазоне в одномилульсном режиме исследована динамика движения свободной поверхности пленок диборида титана микронной и субмикронной толщин под действием импульса сжатия, возбуждаемого при нагреве поверхностного слоя мишени пикосекундным лазерным импульсом. Зарегистрировано расщепление ударной волны на упругую и пластическую с напряжением сжатия за фронтом упругого предвестника, достигающим 44 ГПа при субмикронной длине распространения. Обнаружено, что при приближении к пределу упругости величина откольной прочности достигает максимального значения, равного 29 ГПа. В случае превышения значения напряжения сжатия за фронтом упругого предвестника более, чем на 30% наблюдается снижение прочности, что, видимо, связано с предшествующим отколу разрушением диборида титана в проходящей волне сжатия.

参考

  1. Basu B., Raju G.B., Suri A.K. Processing and Properties of Monolithic TiB2 Based Materials // Int. Mater. Rev. 2013. V. 51. P. 352.
  2. Lv X., Yin Z., Yang Z., Chen J., Zhang S., Song S., Yu G. Review on the Development of Titanium Diboride Ceramics // Recent Progress in Materials. 2024. V. 6. P. 009.
  3. Gust W.H., Holt A.C., Royce E.B. Dynamic Yield, Compressional, and Elastic Parameters for Several Light Weight Intermetallic Compounds // J. Appl. Phys. 1973. V. 44. P. 550.
  4. Dandekar D.P., Benfanti D.C. Strength of Titanium Diboride Under Shock Wave Loading // J. Appl. Phys. 1993. V. 73. P. 673.
  5. Kipp M.E., Grady D.E. Shock Compression and Release in High-strength Ceramics. Tech. Rep. SAND89-1461. Albuquerque, NM: Sandia National Lab., 1989.
  6. Grady D.E. Shock-wave Compression of Brittle Solids // Mech. Mater. 1998. V. 29. P. 181.
  7. Fujii K., Noma T., Masamura O., Mayama T. Dynamic Mechanical Properties of Materials Measured by Plate Impact Experiments (Si3N4, SiC, and TiB2) // JSME Int. J. A. 2001. V. 44. P. 251.
  8. Zhang Y., Mashimo T., Uemura Y., Uchino M., Kodama M., Shibata K., Fukuoka K., Kikuchi M., Kobayashi T., Sekine T. Shock Compression Behaviors of Boron Carbide (B4C) // J. Appl. Phys. 2006. V. 100. P. 113536.
  9. Vogler T.J., Reinhart W.D., Chhabildas L.C. Dynamic Behavior of Boron Carbide // J. Appl. Phys. 2004. V. 95. P. 4173.
  10. Branicio P.S., Nakano A., Kalia R.K., Vashishta P. Shock Loading on AlN Ceramics: A Large Scale Molecular Dynamics Study // Int. J. Plast. 2013. V. 51. P. 122.
  11. Grigoryev S.Yu., Dyachkov S.A., Parshikov A.N., Zhakhovsky V.V. Failure Model with Phase Transition for Ceramics Under Shock Loading // J. Appl. Phys. 2022. V. 131. P. 125106.
  12. Kanel G.I. Behavior of Brittle Materials Under Dynamic Loading / Eds. S.J. Bless, A.M. Rajendran. Institute for Advanced Technology, Univ. Texas at Austin, 2000.
  13. Dandekar D. Shear Strengths of Aluminium Nitride and Titanium Diboride Under Plane Shock Wave Compression // J. Phys. IV. 1994. V. 4. P. C8-379.
  14. Bourne N.K., Gray G.T. III. On the Failure of Shocked Titanium Diboride // Proc. R. Soc. Lond. A. 2002. V. 458. P. 1273.
  15. Zhang Y., Fukuoka K., Kikuchi M., Kodama M., Shibata K., Mashimo T. Shock Compression Behaviour of Titanium Diboride // Int. J. Imp. Eng. 2005. V. 32. P. 643.
  16. Winkler W.D., Stilp A.J. Pressure Induced Macro and Micromechanical Phenomena in Planar Impacted TiB2 // Shock. Compress. Condens. Matter. 1991. V. 555. P. 8.
  17. Strassburger E., Senf H., Rothenhausler H. Fracture Propagation During Impact in Three Types of Ceramics // J. Phys. IV. 1994. V. 4. P. C8-563.
  18. Rosenberg Z. On the Shear Strength of Shock Loaded Brittle Solids // J. Appl. Phys. 1994. V. 76. P. 1543.
  19. Ашитков С.И., Комаров П.С., Струлёва Е.В. Механические свойства пленок диборида титана при воздействии ударных нагрузок пикосекундного диапазона // ТВТ. 2018. Т. 56. № 6. С. 959.
  20. Clayton J.D., Williams C.L. Modelling the Anomalous Shock Response of Titanium Diboride // Proc. R. Soc. A. 2022. V. 478. P. 20220253.
  21. Ашитков С.И., Агранат М.Б., Канель Г.И., Комаров П.С., Фортов В.Е. Поведение алюминия вблизи предельной теоретической прочности в экспериментах с фемтосекундным лазерным воздействием // Письма в ЖЭТФ. 2010. Т. 92. С. 568.
  22. Ашитков С.И., Комаров П.С., Агранат М.Б., Канель Г.И., Фортов В.Е. Реализация предельных значений объемной и сдвиговой прочности железа при воздействии фемтосекундными лазерными импульсами // Письма в ЖЭТФ. 2013. Т. 98. С. 439.
  23. Струлева Е.В., Комаров П.С., Ашитков С.И. Откольная прочность титана при высокоскоростном растяжении // ТВТ. 2020. Т. 58. С. 823.
  24. Ashitkov S., Komarov P., Romashevskiy S., Struleva E., Evlashin S. Shock Compression of Magnesium Alloy by Ultrashort Loads Driven by Sub-Picosecond Laser Pulses // J. Appl. Phys. 2022. V. 132. P. 175104.
  25. Абросимов С.А., Бажулин А.П., Воронов В.В., Гераськин А.А., Красюк И.К., Пашинин П.П., Семенов А.Ю., Стучебрюхов И.А., Хищенко К.В., Фортов В.Е. Особенности поведения вещества в области отрицательных давлений, создаваемых действием лазерного импульса пикосекундной длительности // Квантовая электроника. 2013. Т. 43. С. 246.
  26. Geindre J.P., Audebert P., Rebibo S., Gauthier J.C. Single-shot Spectral Interferometry with Chirped Pulses // Opt. Lett. 2001. V. 26. P. 1612.
  27. Herr W., Matthes B., Broszeit E., Kloos K.H. Tribological Properties and Wear Behaviour of Sputtered Titanium-based Hard Coatings under Sheet-metalforming Conditions // Mater. Sci. Eng. A. 1991. V. 140. P. 647.
  28. Kelesoglu E., Mitterer C. Structure and Properties of TiB2 Based Coatings Prepared by Unbalanced DC Magnetron Sputtering // Surf. Coat. Technol. 1998. V. 98. P. 1483.
  29. Андриевский Р.А., Калинников Г.В., Кобелев Н.П., Сойфер Я.М., Штанский Д.В. Структура и физико-механические свойства наноструктурных боридонитридных пленок // ФТТ. 1997. Т. 39. С. 1859.
  30. Крюков П.Г. Лазеры ультракоротких импульсов // Квантовая электроника. 2001. Т. 31. С. 95.
  31. Whitley V.H., Mc Grane S.D., Eakins D.E., Bolme C.A., Moore D.S., Bingert J.F. The Elastic–Plastic Response of Aluminum Films to Ultrafast Laser-generated Shocks // Appl. Phys. 2011. V. 109. P. 013505.
  32. Струлева Е.В., Комаров П.С., Ашитков С.И. Интерферометрическая диагностика нанодеформаций поверхности мишени в пикосекундном диапазоне при импульсном лазерном воздействии // Вестник ОИВТ РАН. 2018. T. 1. № 1. С. 130.
  33. Ашитков С.И., Комаров П.С., Овчинников А.В., Струлёва Е.В., Агранат М.Б. Динамика деформации и откольная прочность алюминия при однократном воздействии фемтосекундного лазерного импульса // Квантовая электроника. 2013. Т. 43. С. 242.
  34. Канель Г.И., Фортов В.Е., Разоренов С.В. Ударные волны в физике конденсированного состояния // УФН. 2007. Т. 177. С. 809.
  35. Канель Г.И. Искажение волновых профилей при отколе в упругопластическом теле // ПМТФ. 2001. Т. 42. С. 194.
  36. Whelchel R.L., Mehoke D.S., Iyer K.A., Sanders T.H., Thadhani N.N. Dynamic Yielding and Fracture of Grade 4 Titanium in Plate Impact Experiments // J. Appl. Phys. 2016. V. 119. P. 115901.
  37. Kanel G.I., Razorenov S.V., Garkushin G.V. Rate and Temperature Dependences of the Yield Stress of Commercial Titanium Under Conditions of Shockwave Loading // J. Appl. Phys. 2016. V. 119. P. 185903.
  38. Ашитков С.И., Комаров П.С., Струлева Е.В., Агранат М.Б. Сопротивление деформированию титана вблизи теоретического предела прочности // ТВТ. 2018. Т. 56. № 6. С. 897.
  39. Cheng T., Li W. The Temperature-dependent Ideal Tensile Strength of ZrB2, HfB2, and TiB2 // J. Am. Ceram. Soc. 2015. V. 98. P. 190.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2025

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».