Подписывайтесь на Газету.Ru в Telegram Публикуем там только самое важное и интересное!
Новые комментарии +

Исследовано движение линейных дефектов в сплавах меди и никеля

Российские ученые исследовали, как будут двигаться линейные дефекты кристаллической решетки меди (дислокации) если добавить в нее атомы никеля при твердорастворном упрочнении металла. Оказалось, что они могут как уменьшать скорость движения дислокаций, так и увеличивать. Расширение знаний об этом позволит успешнее применять метод твердорастворного упрочнения металлов. Работа опубликована в журнале International Journal of Plasticity. Исследование поддержано Президентской программной исследовательских проектов Российского научного фонда (РНФ).

Сегодня известны разные способы повышения прочности металлов. Одним из них является твердорастворное упрочнение. Суть этого метода заключается во внедрении в металл атомов другого металла. Они препятствуют движению дефектов и неоднородностей кристаллической решетки металла, благодаря чему он становится крепче.
Дислокации представляют собой линейные дефекты решетки материала. Самый простой пример — это прямолинейная краевая дислокация. В кристаллическую решетку вклинивается дополнительная атомная полуплоскость (лежит по одну сторону от прямой), создавая под собой небольшую цилиндрическую полость. Если производить сдвиг материала, то произойдет движение этой атомной полуплоскости. В конце концов она выйдет на поверхность материала, что приведет к необратимой пластической деформации. Примесные атомы, которые добавляют в основной металл, влияют на скорость движения дислокаций. До недавнего времени в науке считалось, что они могут только замедлять перемещения дислокаций.

Российские ученые из лаборатории наномеханики Института механики Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова обнаружили, что добавляемые атомы могут не только уменьшать, но и увеличивать скорость движения дислокаций. В исследовании использовались сплавы твердого раствора, где основным металлом была медь, а добавленным — никель. Авторы работы выбрали их из-за того, что никель имеет полную растворимость в меди, позволяя рассмотреть широкий диапазон растворимости без изменения структуры сплава. Ученые провели компьютерное моделирование движения дислокации при температурах сплава от 100 К до 1100 К (от -173,15 до 827 °C) и концентрации никеля в диапазоне от 0 до 30% от всех атомов в веществе.

Ученые обнаружили два варианта, как атомы никеля влияют на скорость краевой дислокации. Все зависит от величины приложенного сдвигового напряжения. Когда оно не превышает критическое, атомы никеля действуют как барьеры, снижающие скорость движения дислокаций. Однако когда приложенное напряжение начинает превышать критическое, они, наоборот, увеличивают их скорость. В этом режиме дислокации движутся со скоростями, близкими к скорости поперечных звуковых волн. При этом они, по-видимому, перестают взаимодействовать с добавленными атомами. Ученые показали, что с ростом концентрации никеля в меди увеличивается скорость распространения звуковых волн, а она, в свою очередь, вызывает ускорение движения дислокаций при значении сдвигового напряжения выше критического.

«В дальнейшем мы собираемся рассмотреть подвижность дислокаций в других сплавах твердых растворов меди с высокой растворимостью. Так мы сможем изучить влияние других факторов на это явление», — прокомментировал руководитель проекта Илья Брюханов, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Института механики Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова.

Новости и материалы
В двух областях Украины прогремели взрывы
Онколог назвал «главного врага рака»
Синоптик рассказал о погоде в Москве на предстоящей неделе
Опасность атаки БПЛА объявлена в третьем за ночь регионе России
Иранскую студентку, раздевшуюся в знак протеста, отправили на принудительное лечение
Президент Германии вышел из себя из-за критики его позиции по России
В этом году больше россиян отправятся зимовать в теплые страны
Протестующие после трагедии в Нови-Саде заблокировали мост через Дунай
В Тульской области объявлена опасность атаки БПЛА
В Брянской области сбили восемь украинских беспилотников
В Британии указали на ухудшение отношений Лондона и Киева
ВВС Израиля атаковали военные склады и заводы в Сирии
Пепел вулкана Шивелуч может помешает полетам авиации над Камчаткой
Психолог предупредила о тревожных признаках родительского выгорания
СМИ сообщили о серии взрывов в Одессе после массированной атаки БПЛА
В России упразднили комитет по подготовке к Олимпийским играм
На Украине гражданским разрешили использовать найденное и задекларированное оружие
Жители Бейрута сообщили о взрыве на фоне удара Израиля по складу «Хезболлы»
Все новости