![]()
Sender
V.I.P. |
Зарегистрирован: 19.05.2006
Сообщений: 3806
|
Обратиться по нику
|
| Sender |
Ответить с цитатой | | |
|
Под действием слишком сильного напряжения материалы меняют свою форму — подстраиваются. Вначале такие изменения носят характер эластичной деформации и являются полностью обратимыми при снятии напряжения. В момент, когда величина напряжения начинает превосходить прочность материала, изменения становятся постоянными, в результате чего материал может полностью или частично разрушиться. В любом случае его форма меняется (происходит сплющивание).
Понимание процессов неэластичной деформации до сих пор не может похвастаться полнотой. Но всё становится ещё менее понятным, когда учёные переходят от объёмных материалов к их наноразмерным аналогам. Открытие исследователей из Института Карнеги (США), изучавших поведение нанокристаллов никеля в условиях высокого давления, должно помочь физикам и инженерам при создании более прочных, долгоживущих материалов. Кроме того, авторы работы надеются, что пользу получат и геологи, занимающиеся сейсмическими и тектоническими процессами.
Руководитель исследований, известный американский геолог Дэйв Мао (Ho-kwang "Dave" Mao) (фото Carnegie Institution for Science).
Полагают, что постоянные неэластичные деформации, происходящие в небольших металлических кристаллах, вызваны движением структурных дефектов кристаллической решётки, называемых дислокациями. Всё становится гораздо сложнее в случае деформаций нанокристаллических материалов, поскольку считается, что при уменьшении размера кристалла до определённой пороговой величины существование структурных деформаций попросту невозможно, а неэластичные деформации в таких кристаллах обусловлены смещением границ между зёрнами. Если верить компьютерному анализу, пороговая величина равна размеру нанокристалла, то есть 10–30 нм.
Экспериментальная работа с нанокристаллами под давлением всегда лимитировалась техническими трудностями наблюдения за происходящими процессами. К счастью, новые возможности, предоставляемые современной реализацией метода рентгеновской дифракции, которая работает совместно с ячейкой с алмазной наковальней, позволяют проверить компьютерное моделирование практическими экспериментами.
Итак, детальные дифракционные исследования, результаты которых опубликованы в журнале Science, показали, что активность структурных дефектов, сопровождающих деформации, наблюдалась даже в случае никелевых кристаллов размером 3 нм при давлении 18,5 ГПа. Как и предполагалось (в случае гораздо более крупных кристаллов), характер движения этих дислокационных деформаций зависит одновременно от давления и размера частиц, но сам это размер может быть гораздо меньше того, что предсказывалось компьютерным моделированием и принималось на веру в течение долгого времени.
Полученные данные помогут лучше понять фундаментальные физические законы деформации материалов под давлением на микро- и наноскопическом уровнях.
Подготовлено по материалам Института Карнеги.
http://science.compulenta.ru/727825/ |
|
|
|
|
