Гібридний модель аномальної температурної залежности модуля зсуву міді, викликаної інтенсивною пластичною деформацією

Н. В. Токій, А. М. Пилипенко, В. В. Токій

Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України, вул. Р. Люксембург, 72, 83114 Донецьк, Україна

Отримано: 11.11.2013; остаточний варіант - 09.07.2014. Завантажити: PDF

Досліджено зразки, виготовлені з гарячепресованих прутків міді чистотою M0б, оброблених за ориґінальною технологією з використанням гідроекструзії і волочіння. На дротовому зразку виміряно модуль зсуву в режимі вільно згасних крутних коливань у діяпазонах частот $f = 48–60$ Гц і температур 293–736 К за допомогою автоматизованої системи релаксаційної спектроскопії, яка працює за принципом оборотнього крутного хитуна. Представлено результати міряння змін пружніх властивостей для двох циклів нагрівання–охолодження зі швидкістю зміни температури при нагріванні у 2 К/хв. Досліджено зміну параметрів, що контролюють внески в пружні модулі, на основі рентґеноструктурної аналізи. Рентґенова інтерференційна картина являє собою накладання незалежних $K_{\alpha_{1}}$-, $K_{\alpha_{2}}$-кривих; тому при аналізі результатів знімання в характеристичному випроміненні внесено методом Речінґера поправку на дублетність спектральної лінії, необхідну для правильного вибору апроксимувальної функції. Для встановлення фізичної природи розширення ліній в цій роботі використовували метод, що уможливлює з аналізи профілю псевдо-Фойгта однієї лінії визначити середній розмір областей когерентного розсіяння і середньоквадратичну деформацію ґратниці. Наведено кількісні дані рентґеноструктурної аналізи в напрямках 100 та 111 до та після першого циклу нагрівання–охолодження щодо середнього розміру областей когерентного розсіяння, а, отже, розміру зерен (кристалітів), середньої деформації та середньої густини дислокацій. Виконано зіставлення експериментальних результатів і оцінки внесків у зміну пружніх властивостей трьох традиційних фізичних механізмів (пружні модулі межі, внутрішні напруження і ґратницеві дислокації). У межах цих механізмів виконано кількісні оцінки відносної зміни модуля зсуву до та після першого циклу нагрівання– охолодження, що ґрунтуються на рентґеноструктурній аналізі у напрямках 100 та 111. Обговорюється можливість застосування нового двокомпонентного моделю однофазного гібридного матеріялу для пояснення аномальної температурної залежности пружніх модулів міді з субмікрокристалічною структурою. Наведено дані для об’ємних часток компонентів, орієнтованих у напрямках 100 та 111. Зокрема, представлено зміни з часом цих об’ємних часток.

Ключові слова: модуль зсуву, кінетика часток компонентів, субмікрокристалічна мідь, гібридний модель, рентґеноструктурна аналіза.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v36/i08/1129.html

PACS: 61.72.Dd, 61.72.Mm, 62.20.de, 62.23.Pq, 81.07.Bc, 81.20.Hy, 83.50.Uv


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. N. A. Akhmadeev, R. Z. Valiev, N. P. Kobelev, R. R. Mulyukov, and Ya. M. Soifer, Fiz. Tverd. Tela, 34: 3155 (1992) (in Russian).
  2. E. L. Kolyvanov, N. P. Kobelev, and Yu. Estrin, Deformatsiya i Razrushenie Materialov, 4: 1 (2010) (in Russian).
  3. N. Kobelev, E. Kolyvanov, and Y. Estrin, Acta Mater., 56: 1473 (2008). Crossref
  4. N. V. Tokiy, V. V. Tokiy, A. N. Pilipenko, and N. E. Pismenova, Fiz. Tverd. Tela, 56, No. 5 (2014) (in Russian).
  5. V. Spuskanyuk, O. Davydenko, A. Berezina, O. Gangalo, L. Sennikova, M. Tikhonovsky, and D. Spiridonov, J. Mater. Process. Technol., 210: 1709 (2010). Crossref
  6. A. N. Pilipenko, Fizika i Tekhnika Vysokikh Davleniy, 23, No. 4: 5 (2013) (in Russian).
  7. F. Sanchez-Bajo and F. L. Cumbrera, J. Appl. Crystallogr., 30: 427 (1997). Crossref
  8. W. A. Rachinger, J. Sci. Instrum., 25: 254 (1948). Crossref
  9. Th. H. de Keijser, E. J. Mittemeijer, and H. C. F. Rozendaal, J. Appl. Crystallogr., 16: 309 (1983). Crossref
  10. G. K. Williamson and R. E. Smallman, Philos. Mag., 1: 34 (1956). Crossref
  11. P. Pourghahramani and E. Forssberg, Int. J. Miner. Process., 79: 120 (2006). Crossref
  12. A. Reuss and Z. Angew, Math. Mech., 9: 49 (1929).
  13. A. Granato and K. Lucke, J. Appl. Phys., 27: 583 (1965). Crossref
  14. N. A. Akhmadeev, N. P. Kobelev, R. R. Mulyukov, Ya. M. Soifer, and R. Z. Valiev, Acta Metall. Mater., 41, No. 4: 1041 (1993). Crossref
  15. Y. A. Chang and L. Himmel, J. Appl. Phys., 37: 3567 (1966). Crossref