ВВЕДЕНИЕ ........................................................ 5
Глава 1 СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД К ОПИСАНИЮ ДЕФОРМИРУЕМОГО ТВЕРДОГО ТЕЛА
(Панин В.Е.) ................................................... 11
1.1 Введение .................................................. --
1.2 Новая парадигма на стыке физики и механики
деформируемого твердого тела .............................. 12
1.3 Системный подход к описанию биологических объектов ........ 16
1.4 Состояние гомеостаза в упругонагруженном кристалле ........ 18
1.5 Стадийность гомеостаза в деформируемом твердом
теле. Точки бифуркации .................................... 21
1.6 Сверхпластичность как деформация твердого тела в
условиях постоянства его гомеостаза ....................... 25
1.7 Разрушение как следствие невозможности
самосогласования масштабных уровней гомеостаза в
деформируемом твердом теле ................................ 28
1.8 Заключение ................................................ 31
Глава 2 ПОВЕРХНОСТНЫЕ СЛОИ И ВНУТРЕННИЕ ГРАНИЦЫ РАЗДЕЛА КАК
САМОСТОЯТЕЛЬНЫЕ ПОДСИСТЕМЫ В ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ (Панин В.Е.) ........ 32
2.1 Физические принципы мезомеханики поверхностных
слоев и внутренних границ раздела в деформируемом
твердом теле .............................................. --
2.2 Поверхностные слои как самостоятельная подсистема ......... 33
2.3 Поверхностные слои как синергетический активатор
пластического течения нагруженного твердого тела .......... 43
2.4 Внутренние границы раздела как мезоскопический
структурный уровень деформации ............................ 47
2.5 Физическая мезомеханика внутренних границ раздела ......... 53
2.6 Особая роль поверхностных слоев в усталостном
разрушении материалов ..................................... 56
Глава 3 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ДЕФОРМИРОВАНИЯ НАНОСТРУКТУР
В ПОЛЯХ ВНЕШНИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ МЕТОДОМ МОЛЕКУЛЯРНОЙ
ДИНАМИКИ (Фомин В.М., Головнев И.Ф., Головнева Е.И.,
Болеста А.В.) .................................................. 70
3.1 Пропагаторная реализация метода молекулярной
динамики .................................................. --
3.2 Выбор начальных данных, граничных условий и
мезоанализ в наноструктурах ............................... 79
3.3 Мезоанализ явлений, возникающих в трехмерных
кристаллах при постоянной скорости движения
свободной границы ......................................... 87
3.4 Физический анализ разрушения бездефектных
нанокристаллов ............................................ 94
3.5 Столкновение бездефектных нанокристаллов с жесткой
стенкой ................................................... 98
3.6 Плавление нанокластера на контакте при соударении
с жесткой стенкой ........................................ 106
3.7 Квазистатическое растяжение композиции Al/Ni вдоль
границы раздела .......................................... 113
3.8 Молекулярно-динамическое моделирование процесса
синтеза нанотрубок ....................................... 120
3.8.1 Молекулярно-динамическое моделирование
сворачивания напряженной гетероструктуры .......... 121
3.8.2 Равновесный радиус кривизны двухслойной
гетероструктуры ................................... 122
Глава 4 Влияние свободной поверхности на атомные механизмы
пластической деформации материалов при динамическом
НАГРУЖЕНИИ (Псахье С.Г., Зольников К.П.,
Дмитриев А.И.) ................................................ 128
4.1 Изучение особенностей инициации согласованных
перемещений атомов в приповерхностных слоях
нагруженного материала ................................... ---
4.1.1 Структура моделируемой сборки и условия
нагружения ........................................ ---
4.1.2 Зарождение и развитие пластической
деформации вблизи свободной поверхности ........... 130
4.2 Исследование эффектов нанофрагментации при
релаксации нагруженного твердого тела .................... 132
4.3 О формировании динамических дефектов вихревого
характера на этапе релаксации предварительно
нагруженного твердого тела ............................... 137
4.4 Исследование формирования динамических вихревых
структур при сдвиговом нагружении материалов с
системой нанопор ......................................... 141
4.5 Особенности структурных изменений и генерации
дефектов в приповерхностной области материала в
условиях несовместной деформации ......................... 147
Глава 5 МОДЕЛИРОВАНИЕ ДЕФОРМАЦИИ И РАЗРУШЕНИЯ НА
ПОВЕРХНОСТИ И В ОБЪЕМЕ СТРУКТУРНО-НЕОДНОРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ С
ЯВНЫМ УЧЕТОМ ГРАНИЦ РАЗДЕЛА (Романова В.А., Балохонов Р.Р.,
Макаров П.В.) ................................................. 155
5.1 Введение -
5.2 Математическое описание упругопластических сред с явным
учетом структуры на мезоуровне ........................... 156
5.2.1 Общая система уравнений в динамической
постановке ........................................ ---
5.2.2 Учет внутренней структуры и особенности
численной реализации .............................. 158
5.3 Моделирование развития локализованной пластической
деформации с учетом зарождения пластических сдвигов на
границах раздела ......................................... 160
5.3.1 Модель зарождения дефектов на поверхности и
границах раздела .................................. ---
5.3.2 Моделирование распространения полос Людерса в
сталях ............................................ 164
5.3.3 Описание эффекта прерывистой текучести ............ 167
5.4 Особенности напряженно-деформированного состояния на
поверхности и в объеме трехмерных структур ............... 169
5.4.1 Генерация трехмерных структур методом пошагового
заполнения ........................................ ---
5.4.2 Исследование упругопластического течения на
поверхности и в объеме поликристаллического
алюминиевого сплава на начальной стадии
нагружения ........................................ 172
5.4.3 Особенности напряженно-деформированного
состояния в объеме металлокерамического
композита ......................................... 175
5.4.4 Сравнительный анализ напряженно-деформированного
состояния на мезоуровне в двумерных и трехмерных
структурах ........................................ 180
5.5 Исследование процессов формирования и распространения
трещин в композиционных материалах и материалах с
покрытиями ............................................... 186
5.5.1 Модель разрушения на основе модифицированного
критерия Губера ................................... ---
5.5.2 Роль интерфейсов в процессе зарождения и
распространения трещин в металлокерамическом
композите ......................................... 187
5.5.3 Моделирование деформации и разрушения в
материалах с покрытиями ........................... 197
Глава 6 ВЫСОКОДЕФЕКТНЫЕ СТРУКТУРНЫЕ СОСТОЯНИЯ, ПОЛЯ
ЛОКАЛЬНЫХ ВНУТРЕННИХ НАПРЯЖЕНИЙ И МЕХАНИЗМЫ ДЕФОРМАЦИИ И
ПЕРЕОРИЕНТАЦИИ КРИСТАЛЛА В НАНОСТРУКТУРНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ
МАТЕРИАЛАХ (Тюменцев А.Н., Коротаев А.Д., Пинжин Ю.П.) ........ 205
6.1 Введение ................................................. ---
6.2 Особенности дефектной субструктуры ....................... 206
6.2.1 Высокоэнергетические структурные состояния в
объеме и на границах субмикрокристаллов ........... ---
6.2.2 Поля локальных внутренних напряжений .............. 210
6.2.3 Модель дефектной субструктуры наноструктурных
состояний ......................................... 216
6.3 Механизмы деформации ..................................... 218
6.3.1 Кооперативные механизмы деформации и
переориентации кристалла .......................... ---
6.3.2 Механизм локальных обратимых мартенситных
превращений ....................................... 221
6.3.3 Механическое двойникование ........................ 236
Глава 7 НЕЛИНЕЙНЫЕ ВОЛНЫ ЛОКАЛИЗОВАННОГО ПЛАСТИЧЕСКОГО
ТЕЧЕНИЯ В НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЯХ ТВЕРДЫХ
ТЕЛ (Панин А.В.) .............................................. 247
7.1 Состояние проблемы ....................................... ---
7.2 Масштабные уровни гофрирования поверхностных слоев
нагруженных твердых тел .................................. 249
7.3 Основные закономерности развития в
наноструктурированных поверхностных слоях и тонких
пленках нелинейных волн локализованной пластической
деформации ............................................... 251
7.4 Динамическая теория нелинейных волн неупругой
деформации как теоретическая основа нелинейных волн
локализованной пластической деформации в виде двойных
спиралей ................................................. 256
7.5 Связь солитонов локализованного пластического течения в
наноструктурированных поверхностных слоях с
"шахматной" мезоструктурой границы раздела
поверхностный слой-основной объем материала .............. 257
7.6 Влияние нелинейных волн локализованного пластического
течения в виде двойных спиралей в сдвигонеустойчивых
поверхностных слоях на макромеханические
характеристики материала ................................. 260
7.7 Заключение ............................................... 262
Глава 8 МЕХАНИЗМЫ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ НА МЕЗОМАСШТАБНОМ
УРОВНЕ НА ВНУТРЕННИХ ГРАНИЦАХ РАЗДЕЛА (Панин С.В.) ............ 264
8.1 Введение ................................................. ---
8.2 Формирование "встречных мезовихрей" и зарождение трещин
на внутренней границе раздела ............................ 266
8.3 Роль геометрии границы раздела и характер
растрескивания упрочненного поверхностного слоя при
растяжении борированных образцов малоуглеродистых
сталей ................................................... 272
8.4 Роль пластичности покрытия и адгезионной прочности при
растяжении газодинамических функциональных покрытий ...... 285
8.5 Влияние пористости на развитие деформации и разрушение
образцов с газотермическими покрытиями при сжатии ........ 290
8.6 Роль геометрии границы раздела и наличия переходной
зоны при сжатии образцов с газотермическими покрытиями ... 296
8.7 Влияние толщины поверхностного упрочняющего слоя и
пластичности подложки на поведение борированных
образцов малоуглеродистых сталей при сжатии .............. 301
8.8 Заключение ............................................... 313
Глава 9 КОМПАКТИРОВАНИЕ НАНОСТРУКТУРНЫХ И ВНУТРЕННЕ
ОКИСЛЕННЫХ ПОРОШКОВ. СОЗДАНИЕ ВЫСОКОПРОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ
С СУБМИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРОЙ. РОЛЬ СТРУКТУРЫ
ВНУТРЕННИХ ГРАНИЦ РАЗДЕЛА В ОБРАЗОВАНИИ СВЯЗИ ПРИ
КОМПАКТИРОВАНИИ ............................................... 315
9.1 Принципы получения прочных компактов при взрывном
прессовании за счет реализации процессов на внутренних
границах раздела (Бондарь М.П.) .......................... ---
9.1.1 Эволюция микроструктуры материалов при больших
высокоскоростных деформациях ...................... ---
9.1.2 Взрывное компактирование .......................... 326
9.1.3 Микроструктура и свойства компактов, полученных
взрывным прессованием порошков .................... 328
9.2 Квазидинамическое экструдирование и свойства
компактированных материалов (Бондарь М.П.,
Ободовский Е.С., Панин С.В.) ............................. 340
9.3 Взрывное компактирование смесей, содержащих наночастицы
(Яковлев И.В., Пай В.В., Лукьянов Я.Л., Кузьмин Г.Е.) .... 342
9.4 SPS-спекание, горячее прессование (Панин В.Е.,
Корчагин М.А.) ........................................... 350
Глава 10 МЕХАНИЧЕСКОЕ ЛЕГИРОВАНИЕ АКТИВНЫХ ПОРОШКОВ И
МОДИФИКАЦИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ КОНСТРУКЦИОННЫХ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ
МАТЕРИАЛОВ .................................................... 358
10.1 Механохимический метод получения порошковых
нанокомпозитов (Ляхов Н.3., Корчагин М.А.) ............... ---
10.2 Модификация поверхностных слоев высокопрочных сталей
композиционными ионными пучками (Сергеев В.П.) ........... 363
10.2.1 Состояние вопроса ................................. ---
10.2.2 Экспериментальные методы и образцы ................ 366
10.2.3 Структура поверхностного слоя и механические
свойства стали ШХ-15 после обработки пучками
ионов Ti, Ti + С, Ti + В .......................... 368
10.2.4 Триботехнические и механические свойства
высокопрочных сталей с 38ХН3МФА и ШХ-15 после
обработки пучками ионов Аl + В, Hf + В, Ti + B .... 373
10.2.5 Изменение триботехнических свойств стали ШХ-15 с
покрытием MoSx при обработке пучком ионов Мо ...... 379
10.2.6 Заключение ........................................ 381
Глава 11 НАНЕСЕНИЕ НАНОСТРУКТУРНЫХ ПОКРЫТИЙ ................... 384
11.1 Вакуумное магнетронное осаждение нанокристаллических
покрытий с ионной бомбардировкой (Сергеев В.П.) .......... ---
11.1.1 Состояние вопроса ................................. ---
11.1.2 Методы осаждения покрытий, материалы и методики
исследования ...................................... 385
11.1.3 Покрытия на основе системы Ti-Аl-N ................ 386
11.1.4 Покрытия на основе TiNx-Сu ........................ 390
11.1.5 Покрытия на основе системы Ti-С-N ................. 394
11.1.6 Покрытия на основе системы Ni-Аl .................. 399
11.1.7 Заключение ........................................ 402
11.2 Создание каталитических покрытий с заданной
микроструктурой на металлической фольге методом
холодного газодинамического напыления (Подъячева О.Ю.,
Исмагилов 3.Р., Косарев В.Ф., Лаврушин В.В.) ............. 403
11.2.1 Введение .......................................... ---
11.2.2 Экспериментальная установка, методы и материалы ... 406
11.2.3 Результаты и обсуждение ........................... 410
11.2.4 Заключение ........................................ 414
11.3 ЭЛН-порошковая металлургия (Панин В.Е., Корчагин М.А.) ... ---
Глава 12 ПЛАЗМЕННОЕ НАПЫЛЕНИЕ ВЫСОКОРЕСУРСНЫХ ПОКРЫТИЙ ИЗ
МЕХАНОАКТИВИРОВАННЫХ И МОДИФИЦИРОВАННЫХ НАНОЧАСТИЦАМИ
ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ (Солоненко О.П., Черепанов А.Н.,
Попов В.Н., Полубояров В.А., Михальченко А.А.,
Картаев Е.В., Лапин А.Е.) ..................................... 418
12.1 Свойства металлических механоактивированных и
модифицированных ультрадисперсными частицами порошков .... 421
12.2 Модельные эксперименты по напылению МА + SiC-порошков .... 425
12.3 Численное моделирование объемной кристаллизации
металлической капли, содержащей тугоплавкие
наночастицы .............................................. 430
12.4 Численное исследование формирования сплэтов диоксида
циркония ................................................. 436
12.5 Экспериментальное исследование формирования сплэтов из
полых капель диоксида циркония ........................... 444
12.6 Применение МА- и МА + TiC-порошков для напыления
подслоев термобарьеров ................................... 452
12.7 Применение МА- и МА + TiC-порошков для напыления
подслоев теплозащитных покрытий на внутреннюю
поверхность поршня дизеля ................................ 456
12.8 Краткие выводы ........................................... 460
Глава 13 ДЕГРАДАЦИЯ ТОНКИХ ПЛЕНОК В ПОЛЯХ ВНЕШНИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ
(Панин А.В., Шугуров А.Р., Карпушин А.А., Игуменов И.К.) ...... 461
13.1 Состояние проблемы ......................................... -
13.2 Термический отжиг ........................................ 462
13.3 Одноосное растяжение ..................................... 466
13.4 Пропускание электрического тока высокой плотности ........ 469
13.4.1 Джоулево тепло и процессы электромиграции как
основные факторы, обусловливающие разрушение
тонких пленок при пропускании а электрического
тока .............................................. ---
13.4.2 Локальное тепловыделение, обусловленное
вязкостью электронного газа в условиях
значительного градиента дрейфовой скорости
электронов ........................................ 473
13.4.3 Величина эффективного заряда в электромиграции .... 475
13.5 Заключение ............................................... 466
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ............................................. 479
|
