|
A model is suggested that describes the interaction of grain boundary (GB) sliding,
lattice slip and diffusion as well as the combined effects of these processes on deformation
behavior of nanocrystalline ceramics and metals. Within the model, GB sliding
accommodated by lattice slip creates special defect configurations - disclination dipoles - near
triple junctions of GBs. In the absence of GB diffusion these dipoles hinder considerable GB
sliding and result in pronounced strain hardening of nanocrystalline materials. In parallel with
these effects, high stresses created by disclination dipoles induce GB diffusion that decreases
disclination stresses. Thereby GB diffusion diminishes strain hardening of nanocrystalline
solids. The moderate strain hardening, resulting from the interaction of GB sliding and
diffusion, suppresses plastic strain instability and, at the same time, does not lead to very high
values of the flow stress capable of initiating crack generation and growth processes.
Keywords: nanoceramics; failure; grain boundary sliding; diffusion |
full paper (pdf, 1584 Kb)
|
Предложена модель, описывающая взаимодействие межзеренного
скольжения, решеточного скольжения и зернограничной диффузии и влияние этих
процессов на деформационное поведение нанокристаллических керамик и металлов. В
рамках модели межзеренное скольжение, аккомодируемое решеточным скольжением,
создает диполи дисклинаций в тройных стыках границ зерен. В отсутствие
зернограничной диффузии дисклинационные диполи препятствуют значительному
межзеренному скольжению и приводят к упрочнению материала. В то же время
высокие напряжения, создаваемые дисклинационными диполями, вызывают
зернограничную диффузию, которая уменьшает напряжения дисклинационных
диполей. Тем самым зернограничная диффузия уменьшает упрочнение
нанокристаллических материалов. Возникающее в итоге взаимодействия межзеренного
скольжения и зернограничной диффузии умеренное упрочнение, с одной стороны,
подавляет неустойчивость пластической деформации по отношению к образованию
шейки, а с другой стороны, не приводит к резкому росту внешнего напряжения, при
котором материал может разрушаться из-за образования трещин.
Ключевые слова: нанокерамики; разрушение; межзеренное скольжение; диффузия |
full paper (pdf, 1584 Kb)