Нанокристаллический материал
Cтраница 4
В этом случае нано-частицы образуются непосредственно на поверхности подложки, и происходит рост компактного слоя нанокристаллического материала. Осаждение может происходить из паров, плазмы конкретных веществ или коллоидного раствора. [46]
Пренебрежение наличием свободных объемов приводит к заметным ошибкам при определении объемной доли границ раздела в нанокристаллических материалах. В более позднем исследовании nc - Pd с высокой степенью уплотнения [34] нашли, что плотность второй фазы понижается до нуля. [47]
 |
Малоугловая граница.| Схема двойникования. 00. - плоскость двойникования. [48] |
Материалы со структурой, состоящей из кристаллических зерен размером 1 - й 5 нм, называют нанокристаллическими материалами. [49]
В настоящее время ясно, что модель газоподобной структуры не соответствует реальному строению границ раздела в нанокристаллических материалах. Альтернативой ей является представление о неравновесных границах раздела, обладающих повышенной энергией из-за наличия дислокации непосредственно в границах раздела и нескомпенсированных дисклинаций в тройных стыках. Следовательно, поле напряжений приводит к возникновению упругих искажений кристаллической решетки, величина которых максимальна вблизи границ раздела. Эта модель была предложена [50, 51, 52-55] при изучении СМК материалов, полученных различными методами интенсивной пластической деформации. [50]
В целом из результатов экспериментального и теоретического изучения границ раздела следует, что наличие дальнодей-ствующего поля упругих напряжений является ( наряду с малым размером зерен и большой протяженностью границ раздела) основной особенностью нанокристаллических материалов. [51]
В отличие от наночастиц, для которых достаточно подробно изучены поверхностные и размерные эффекты, наблюдаемые в фононном спектре и на температурных зависимостях теплоемкости ( см. раздел 3.3), аналогичные исследования теплоемкости компактных нанокристаллических материалов ограничены несколькими работами. [53]
Субмикрокристаллические материалы - это материалы с размером зерен меньше 0 5 мкм, обладающие уникальными физико-механическими свойствами: существенно изменяются электрические, магнитные, диффузионные, демпфирующие, значительно повышаются значения прочности и пластичности при низких температурах, снижается температура сверхпластической деформации и др. Разработка методов получения нанокристаллических материалов и исследование их физико-механических свойств позволяют создать новые материалы с уникальными физико-механическими свойствами и улучшить эти свойства в металлических материалах, широко используемых в различных отраслях народного хозяйства. [54]
Композиты, у которых один или несколько структурных параметров ( кристаллическое зерно, химическая неоднородность по объему, толщина слоя в многослойных покрытиях, диаметр волокна) имеют размер не превышающий 100 нм относят к наноструктурным материалам. Достоинство нанокристаллического материала заключается в том, что он обнаруживает уникальные упругие, прочностные, пластические, магнитные, электрические, трибологические и другие свойства. [55]
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. [56]
Однако при 20 - 25 С пластическое деформирование при вдавливании индентора уже сопровождается диффузионным скольжением, когда размер зерен становится менее 10 нм, твердость понижается из-за увеличения вклада диффузионной подвижности пограничных слоев. Несмотря на понижение, твердость нанокристаллических материалов с размерами зерен менее 10 нм в несколько раз превышает твердость микрокристаллических аналогов. [57]
В случае линейного расщепления наибольшее понижение упругой энергии достигается при образовании двух дисклинаций, расположенных на максимальном допустимом расстоянии друг от друга, т.е. на расстоянии, равном длине границы зерна. Расщепление дисклинаций в границах раздела нанокристаллических материалов является эффективным каналом релаксации упругой энергии, оно сопровождается изменением структуры границ раздела ( появлением дефектов упаковки), уменьшает вероятность зарождения микротрещин вблизи границы раздела и стимулирует зернограничную диффузию. [59]
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. [60]
Страницы: 1 2 3 4