Диссертация на соискание ученой степени доктора
физико-математических наук. Екатеринбург, УРФУ, 2005 - 225 с.
Специальность: 010407 - Физика конденсированного состояния Цель работы состоит:
в детальном описании поведения иридия в поле механических сил;
в аттестации механизмов пластической деформации и разрушения иридия;
в определении «места» иридия среди металлов с ГЦК решеткой;
и на этой основе попытаться построить физическую модель хрупкого разрушения ГЦК металла. Научная новизна.
Определен механизм пластической деформации и на его основе объяснены основные особенности механического поведения тугоплавкого ГЦК металла иридия.
Аттестована собственная мода разрушения иридия и установлена причина его зернограничной хрупкости.
Описано развитие трещин в тонких фольгах тугоплавкого иридия и алюминия и установлено в чем состоит различие в поведении этих ГЦК металлов. Предложены механизм формирования двойниковых ламелей перед микротрещинами и механизм перехода от микротрещины к опасной трещине зигзагообразного профиля в тонкой фольге ГЦК металла.
Описано развитие трещин на боковых поверхностях монокристаллов иридия и покрытых галлием монокристаллов алюминия. Определены причины появления и механизмы роста трещин в этих материалах, а также установлена связь между траекторией движения трещины и морфологией поверхности изломов монокристаллических образцов.
Это позволило определить место тугоплавкого иридия среди металлов с ГЦК решеткой и сформулировать физическую модель хрупкого разрушения ГЦК металла. Научная и практическая значимость:
Представленные в диссертационной работе экспериментальные результаты и физическая модель хрупкого разрушения пластичного металла представляют интерес для
анализа причин и механизмов разрушения материалов на основе металлов. Кроме того, они могут быть использованы для разработки теоретических моделей, описывающих поведение пластичных, но склонных к сильному упрочнению кристаллов. А данные по испусканию дислокаций из микротрещин и формированию двойниковых ламелей представляются весьма полезными для анализа результатов работ, посвященных моделированию роста трещин в металлах. Приведенные в работе сведения о морфологии хрупкого внутризеренного и хрупкого межзеренного разрушения в чистом ГЦК металле можно использовать в качестве справочного материала при анализе причин разрушения металлических материалов. Результаты работы могут быть использованы для разработки оптимальных режимов термо-механической обработки иридиевых заготовок и эксплуатации изделий из иридия и композиционных материалов на его основе. Содержание: Пластическая деформация и разрушение иридия (Литературный обзор)
Очистка иридия от примесей
Деформация и разрушение поликристаллического иридия
Деформация и разрушение монокристаллов иридия
Причины хрупкого разрушения иридия
Влияние легирования на свойства зеренной структуры иридия
Морфология поверхности разрушения сплавов семейства Ir-0,3%W
Анализ литературных данных по свойствам иридия и постановка задачи
Пластическая деформация монокристаллов иридия при комнатной температуре
Приготовление монокристаллических образцов для испытаний
Пластическая деформация монокристаллов иридия
Распределение следов деформации на боковой поверхности деформированных монокристаллов иридия
Электронно-микроскопическое исследование дислокационной структуры монокристаллов иридия
Заключение
Пластическая деформация и разрушение поликристаллического иридия
Приготовление образцов для испытаний
Пластическая деформация и разрушение иридиевых проволок в интервале температур 20оС - 1500оС
Аттестация собственной моды разрушения поликристаллического иридия при комнатной температуре
Заключение
Развитие трещин в тонких фольгах для просвечивающего электронного микроскопа (Литературный обзор)
Развитие опасных трещин в фольгах гцк металлов и сплавов (работы Вильсдорфа).
Испускание дислокаций из микротрещин в тонких фольгах ГЦК металлов (работы Ора)
Наблюдение роста трещин в тонких фольгах гцк металлов (работы Робертсона)
Формирование двойниковых ламелей перед микротрещинами в тонких фольгах алюминия (работа Понда и Гарсия).
Роль деформационных двойников в разрушении тонких монокристаллических пленок гцк-металлов (работа Мэтьюза)
Трещины в тонких фольгах монокристаллов, в которых затруднена пластическая деформация
Обсуждение и выводы
Развитие трещин в тонких фольгах иридия и алюминия
Испускание двойников и дислокаций из микротрещин в монокристаллических фольгах иридия.
Распределение испущенных дислокаций около микротрещин
Переход от микротрещины к зигзагообразной опасной трещине
Развитие микротрещин в фольгах алюминия
Развитие опасных трещин в фольгах алюминия
Обсуждение результатов
Развитие трещин в монокристаллах ГЦК металлов
Развитие трещин в монокристаллах иридия (плоскость рабочей поверхности {100}), растягиваемых вдоль жесткого направления 100
Развитие трещин в монокристаллах иридия (плоскость рабочей поверхности {100}), растягиваемых вдоль мягкого направления 110
Развитие трещин в монокристаллах иридия (плоскость рабочей поверхности {110}), растягиваемых вдоль направления 110
Развитие трещин в монокристаллах иридия при изгибе (плоскость рабочей поверхности {110}, ось растяжения 110 )
Развитие хрупких трещин в монокристаллах ГЦК металла 192
Заключение
Приложение. Развитие трещин в монокристаллах алюминия, покрытых слоем твердого галлия, при растяжении.
Специальность: 010407 - Физика конденсированного состояния Цель работы состоит:
в детальном описании поведения иридия в поле механических сил;
в аттестации механизмов пластической деформации и разрушения иридия;
в определении «места» иридия среди металлов с ГЦК решеткой;
и на этой основе попытаться построить физическую модель хрупкого разрушения ГЦК металла. Научная новизна.
Определен механизм пластической деформации и на его основе объяснены основные особенности механического поведения тугоплавкого ГЦК металла иридия.
Аттестована собственная мода разрушения иридия и установлена причина его зернограничной хрупкости.
Описано развитие трещин в тонких фольгах тугоплавкого иридия и алюминия и установлено в чем состоит различие в поведении этих ГЦК металлов. Предложены механизм формирования двойниковых ламелей перед микротрещинами и механизм перехода от микротрещины к опасной трещине зигзагообразного профиля в тонкой фольге ГЦК металла.
Описано развитие трещин на боковых поверхностях монокристаллов иридия и покрытых галлием монокристаллов алюминия. Определены причины появления и механизмы роста трещин в этих материалах, а также установлена связь между траекторией движения трещины и морфологией поверхности изломов монокристаллических образцов.
Это позволило определить место тугоплавкого иридия среди металлов с ГЦК решеткой и сформулировать физическую модель хрупкого разрушения ГЦК металла. Научная и практическая значимость:
Представленные в диссертационной работе экспериментальные результаты и физическая модель хрупкого разрушения пластичного металла представляют интерес для
анализа причин и механизмов разрушения материалов на основе металлов. Кроме того, они могут быть использованы для разработки теоретических моделей, описывающих поведение пластичных, но склонных к сильному упрочнению кристаллов. А данные по испусканию дислокаций из микротрещин и формированию двойниковых ламелей представляются весьма полезными для анализа результатов работ, посвященных моделированию роста трещин в металлах. Приведенные в работе сведения о морфологии хрупкого внутризеренного и хрупкого межзеренного разрушения в чистом ГЦК металле можно использовать в качестве справочного материала при анализе причин разрушения металлических материалов. Результаты работы могут быть использованы для разработки оптимальных режимов термо-механической обработки иридиевых заготовок и эксплуатации изделий из иридия и композиционных материалов на его основе. Содержание: Пластическая деформация и разрушение иридия (Литературный обзор)
Очистка иридия от примесей
Деформация и разрушение поликристаллического иридия
Деформация и разрушение монокристаллов иридия
Причины хрупкого разрушения иридия
Влияние легирования на свойства зеренной структуры иридия
Морфология поверхности разрушения сплавов семейства Ir-0,3%W
Анализ литературных данных по свойствам иридия и постановка задачи
Пластическая деформация монокристаллов иридия при комнатной температуре
Приготовление монокристаллических образцов для испытаний
Пластическая деформация монокристаллов иридия
Распределение следов деформации на боковой поверхности деформированных монокристаллов иридия
Электронно-микроскопическое исследование дислокационной структуры монокристаллов иридия
Заключение
Пластическая деформация и разрушение поликристаллического иридия
Приготовление образцов для испытаний
Пластическая деформация и разрушение иридиевых проволок в интервале температур 20оС - 1500оС
Аттестация собственной моды разрушения поликристаллического иридия при комнатной температуре
Заключение
Развитие трещин в тонких фольгах для просвечивающего электронного микроскопа (Литературный обзор)
Развитие опасных трещин в фольгах гцк металлов и сплавов (работы Вильсдорфа).
Испускание дислокаций из микротрещин в тонких фольгах ГЦК металлов (работы Ора)
Наблюдение роста трещин в тонких фольгах гцк металлов (работы Робертсона)
Формирование двойниковых ламелей перед микротрещинами в тонких фольгах алюминия (работа Понда и Гарсия).
Роль деформационных двойников в разрушении тонких монокристаллических пленок гцк-металлов (работа Мэтьюза)
Трещины в тонких фольгах монокристаллов, в которых затруднена пластическая деформация
Обсуждение и выводы
Развитие трещин в тонких фольгах иридия и алюминия
Испускание двойников и дислокаций из микротрещин в монокристаллических фольгах иридия.
Распределение испущенных дислокаций около микротрещин
Переход от микротрещины к зигзагообразной опасной трещине
Развитие микротрещин в фольгах алюминия
Развитие опасных трещин в фольгах алюминия
Обсуждение результатов
Развитие трещин в монокристаллах ГЦК металлов
Развитие трещин в монокристаллах иридия (плоскость рабочей поверхности {100}), растягиваемых вдоль жесткого направления 100
Развитие трещин в монокристаллах иридия (плоскость рабочей поверхности {100}), растягиваемых вдоль мягкого направления 110
Развитие трещин в монокристаллах иридия (плоскость рабочей поверхности {110}), растягиваемых вдоль направления 110
Развитие трещин в монокристаллах иридия при изгибе (плоскость рабочей поверхности {110}, ось растяжения 110 )
Развитие хрупких трещин в монокристаллах ГЦК металла 192
Заключение
Приложение. Развитие трещин в монокристаллах алюминия, покрытых слоем твердого галлия, при растяжении.