|
Theoretical models are suggested which describe micromechanisms for stress-
induced nucleation of nanoscale grains (nanograins) and nanoscale amorphization in deformed
nanocrystalline materials. Within the models, nucleation of nanograins and nanoscale
amorphization are initiated by plastic deformation and represent processes related to transformations
of dipoles and quadrupoles of disclinations (rotational defects) at grain boundaries.
The nanograin nucleation occurs through splitting and migration of grain boundaries containing
disclination dipoles. The nanoscale amorphization is realized through transformations of
disclination quadrupoles. It is shown that processes of nanograin nucleation in deformed
nanocrystalline materials (in particular, nanocrystalline Al and nanoceramic α-Al2O3) as well
as nanoscale amorphization in deformed nanocrystalline silicon are energetically favorable in
certain ranges of their parameters and the external stress level.
Keywords: Nanocrystalline materials; Nanograins; Disclinations; Amorphization |
full paper (pdf, 448 Mb)
|
Построены теоретические модели, описывающие микромеханизмы зарождения наноскопических зерен
и наномасштабной аморфизации в деформируемых нанокристаллических материалах. В
рамках моделей зарождение нанозерен и наномасштабная аморфизация инициируются процессами пластической
деформации и связываются с трансформациями диполей и квадруполей дисклинаций (ротационных дефектов)
на границах зерен. Зарождение нанозерен происходит в результате расщепления и миграции границ
зерен, содержащих дисклинационные диполи, а наномасштабная аморфизация реализуется путем трансформации
дисклинационных квадруполей. Показано, что процессы зарождения нанозерен в деформируемых
нанокристаллических материалах (в частности, нанокристаллическом Al и нанокерамике α-Al2O3), а
также наномасштабная аморфизация в деформируемом нанокристаллическом Si энергетически выгодны в
определенных диапазонах их параметров и уровня внешнего напряжения.
Ключевые слова: нанокристаллические материалы, нанозерна, дисклинации, аморфизация |
full paper (pdf, 448 Mb)