|
A model is proposed which describes nanocrack generation and growth near the
tips of blunt cracks in nanocrystalline metals and ceramics. Within the model, the stress
concentration near the tips of large enough blunt cracks induces grain boundary sliding that
leads to dislocation formation in triple junctions of grain boundaries. The stress field created
by these dislocations and the applied load near crack tips initiates nanocrack generation and
growth. It is shown that an increase in the curvature radius of blunt crack tips and a decrease
in grain size promote nanocrack growth. These tendencies are in good agreement with
experimental data concerning low values of fracture toughness and ductility of most
nanocrystalline solids.
Keywords: nanocrystalline materials, grain boundaries, cracks, strength |
full paper (pdf, 544 Kb)
|
Предложена модель, описывающая зарождение и рост нанотрещин вблизи
вершин затупленных трещин в нанокристаллических металлах и керамиках. В рамках
модели концентрация напряжений возле достаточно больших затупленных трещин
вызывает зернограничное проскальзывание, приводящее к формированию дислокаций
в тройных стыках границ зерен. Поле напряжений, создаваемое этими дислокациями и
приложенной нагрузкой у вершин трещин, инициирует зарождение и рост нанотрещин.
Показано, что увеличение радиуса кривизны затупленной трещины и уменьшение
размера зерна способствует росту нанотрещин. Данные тенденции соответствуют
экспериментальным данным о низких показателях вязкости разрушения и
пластичности большинства нанокристаллических материалов.
Ключевые слова: нанокристаллические материалы, границы зерен, трещины, прочность |
full paper (pdf, 544 Kb)