|
A theoretical model is suggested which describes the nucleation of new nanoscopic
grains (nanograins) near crack tips in nanocrystalline metals and ceramics under mechanical
load. In the framework of the model, nanoscopic grain boundaries split and migrate under
high shear stresses near crack tips. Migration of mobile grain boundaries with disclination
dipoles results in nucleation of nanograins (modeled as parallelograms in 2-dimensional
nanocrystalline structures) near crack tips. This process of nanograin nucleation represents a
special mode of the rotational plastic deformation and causes a partial high local stress
relaxation near crack tips. The latter contributes to enhancement of the fracture toughness of
nanocrystalline ceramics and metals.
Keywords: cracks; grains; nanocrystalline materials; plastic deformation |
full paper (pdf, 2608 Kb)
|
Разработана теоретическая модель, которая описывает зарождение новых
наноскопических зерен вблизи вершин трещин в нанокристаллических керамиках и
металлах при механическом нагружении. В рамках модели наноскопические границы
зерен под действием высоких сдвиговых напряжений вблизи вершин трещин
расщепляются на неподвижные и подвижные границы зерен. Миграция подвижных
границ зерен, содержащих диполи дисклинаций, приводит к зарождению
наноскопических зерен (моделируемых как параллелограммы в 2-мерных
нанокристаллических структурах) вблизи вершин трещин. Такой процесс зарождения
наноскопических зерен представляет собой особую моду ротационной пластической
деформации и приводит к частичной релаксации высоких локальных напряжений
вблизи вершин трещин. Последнее обусловливает увеличение трещиностойкости
нанокристаллических керамик и металлов.
Ключевые слова: трещины; зерна; нанокристаллические материалы; пластическая деформация |
full paper (pdf, 2608 Kb)