Нанокристаллический материал

Cтраница 1

Нанокристаллические материалы отличаются повышенной прочностью как у однофазных ( медь, палладий), так и у многофазных, полученных кристаллизацией аморфных сплавов: предел текучести в 2 - 3 раза, а временное сопротивление в 1 5 - 8 раз выше, чем у соответствующих аналогов. Как и для твердости, начиная с размера зерен 10 нм и меньше, установлено понижение предела текучести. [1]

Нанокристаллические материалы имеют высокие демпфирующие свойства, так как из-за различия модулей упругости самих зерен и граничных слоев упругие колебания распространяются неоднородно и существенно рассеиваются. У меди с размером зерен 200 нм уровень фона внутреннего трения, являющегося мерой демпфирующей способности, в 2 - 3 раза выше, чем у серого чугуна, который считается хорошим демпфером. [2]

Нанокристаллические материалы только начинают использовать. Часто основанием применения материала становится какое-либо одно свойство. Так, керамические материалы, содержащие нанокристалличе-ские частицы металла, используют для поглощения электромагнитного излучения в радиодиапазоне длин волн. Суспензии частиц железа с размерами от 30 нм до 1 - 2 мкм в смазочном масле восстанавливают изношенные детали ( не прерывая работы) двигателя. [3]

Нанокристаллические материалы представляют собой особое состояние конденсированного вещества - макроскопические ансамбли ультрамалых частиц с размерами до нескольких нанометров. Необычные свойства этих материалов обусловлены как особенностями отдельных частиц ( кристаллитов), так и их коллективным поведением, зависящим от характера взаимодействия между наночастицами. [4]

Зависимость модулей. [5]

Нанокристаллические материалы характеризуются не только малыми размерами и большеугловыми разориентировками соседних зерен, но и специфической дефектной структурой границ, необычной морфологией избыточных фаз, повышенным уровнем внутренних напряжений, кристаллографической текстурой и др. Так, в нанокристал-лическом армко-железе ( технически чистое железо, 99 85 %), полученном интенсивной пластической деформацией, происходит полное растворение цементита и образование пересыщенного твердого раствора углерода; имеет место образование пересыщенных твердых растворов в нанокристаллических сплавах алюминия с исходными взаимно нерастворимыми фазами. Получаемые нанбкристаллические материалы метастабильны или неравновесны. Сам уровень метаста-бильности или неравновесности существенным образом зависит от метода получения материала. Все это в значительной степени определяет свойства нанокристаллических структур. [6]

Свойства нанокристаллических материалов определяются размерами отдельных зерен, свойствами граничного слоя, а также коллективным взаимодействием основных составляющих структуры с поверхностными слоями частиц. В нанокристаллических материалах доля граничного слоя быстро возрастает при измельчении зерен от 100 до 4 - 5 нм. [7]

Плотность нанокристаллических материалов, полученных разными методами компактирования нанопорошков [3-13], составляет от 70 - 80 % до 95 - 97 % теоретической плотности. Все кристаллиты имеют одинаковую структуру и отличаются только своей кристаллографической ориентацией и размерами. Структура границ раздела определяется типом межатомных взаимодействий ( металлические, ковалентные, ионные) и взаимной ориентацией соседних кристаллитов. Разная ориентация соседних кристаллитов приводит к некоторому понижению плотности вещества в границах раздела. [8]

В нанокристаллических материалах наблюдается явление сверхпластичности. [9]

Удельное электросопротивление нанокристаллических материалов выше, чем у соответствующих аналогов, так как электроны проводимости сильнее рассеиваются на границах зерен. Уменьшение диаметра зерна меди до 7 нм повышает удельное электросопротивление в несколько раз. [10]

Среди свойств нанокристаллических материалов в первую очередь необходимо отметить необычайно высокую твердость. Твердость характеризует сопротивление материала пластической деформации при вдавливании в него более твердого тела, например, алмаза. При измерении твердости по методу Виккер-са эффекты, связанные с различием упругих свойств материалов, практически исключаются, так как размер отпечатка измеряется после снятия напряжения, т.е. в отсутствие упругого на-гружения. [11]

Представления о микроструктуре нанокристаллических материалов во многом базируются на результатах рентгеновского изучения параметров решетки, внутренних напряжений, атомных смещений. По сравнению с крупнозернистыми материалами рентгенограммы нанокристаллических материалов отличаются большей шириной дифракционных отражений, некоторым изменением их формы, а также смещением их положения. Уширение дифракционных отражений обусловлено малым размером зерен и микродеформациями ( дефектами упаковки) кристаллической решетки; форма и интенсивность отражений зависят от величины атомных смещений; смещение отражений свидетельствует об изменении параметров решетки. Важные сведения об особенностях структуры дает фон, являющийся результатом теплового диффузного рассеяния, отсутствия порядка в расположении атомов при аморфизации вещества и диффузного рассеяния твердым раствором. Тепловое диффузное рассеяние вызывает монотонный рост интенсивности фона с ростом угла отражения ( 9, а отсутствие порядка в расположении атомов - монотонное убывание фона. Судя по экспериментальным данным, уменьшение размера зерен нанокристаллических материалов может приводить как к уменьшению [69-72], так и к увеличению [72- 74] параметров решетки. Более вероятным кажется уменьшение параметра решетки, которое может наблюдаться при размере кристаллитов менее 10 нм вследствие их сжатия. [12]

Из-за пористости свойства порошковых нанокристаллических материалов непостоянны. В то же время получение и переработка нанокристаллических порошков является наиболее универсальным методом, пригодным для создания нанокристаллической структуры в разнообразных материалах. [13]

Электронно-микроскопическое изображение пленки Co-Pd после кристаллизации ( а, и электронограмма, полученная от дендритных участков ( б. [14]

В результате термического воздействия нанокристаллические материалы релаксируют к равновесному крупнозернистому состоянию. Переход в равновесное состояние осуществляется через формирование промежуточных неравновесных фаз, которые могут обладать атомной структурой нехарактерной как для равновесного массивного, так и для известных метастабильных состояний вещества. [15]

Страницы: 1 2 3 4