Вплив кристалографічної орієнтації на закономірності розмірного ефекту при розтяганні нанодроту молібдену

С. О. Котречко, О. В. Овсянніков, В. В. Лідич

Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна

Отримано: 08.12.2016; остаточний варіант - 08.01.2018. Завантажити: PDF

Методою молекулярної динаміки встановлено закономірності впливу діяметра нанодроту Mo на його міцність для трьох кристалографічних орієнтацій [100], [110] і [111] при двох температурах 77 і 300 К. Виявлено наявність розмірного ефекту при діяметрах зразків, менших за 4 нм. Для циліндричних нанозразків з орієнтацією [100] розмірний ефект проявляється у збільшенні міцности на 17% при зменшенні діяметра зразка з 4 до 1 нм. У той же час при розтягненні цих нанозразків у напрямках [110] і [111] спостерігається аномальний розмірний ефект, який проявляється у падінні міцности до 14%. Показано, що причиною наявности цих протилежних тенденцій у прояві розмірного ефекту є утворення в нанорозмірному зразку різних типів дефектів, а саме, нерівноважних двійників при розтязі в напрямку [100] і нерівноважних дислокацій при розтязі в напрямках [110] та [111].

Ключові слова: нанодроти ОЦК-металів, міцність, розмірний ефект, локальна нестабільність, поверхневий натяг.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v40/i02/0183.html

PACS: 61.72.Bb, 62.20.F-, 62.20.mm, 62.23.Hj, 62.25.Mn, 81.07.Gf, 83.10.Rs


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. J. R. Greer, C. R. Weinberger, and W. Cai, Mater. Sci. Eng. A, 493, Iss. 1–2: 21 (2008). Crossref
  2. S. Brinckmann, J. Kim, and J. R. Greer, Phys. Rev. Lett., 100: 155502 (2008). Crossref
  3. H. Bei, S. Shim, G. M. Pharr, and E. P. George, Acta Mater., 56: 4762 (2008). Crossref
  4. J. Kim and J. R. Greer, Appl. Phys. Lett., 93: 101916 (2008). Crossref
  5. M. D. Uchic, D. M. Dimiduk, J. N. Florando, and W. D. Nix, Science, 305: 986 (2004). Crossref
  6. J. R. Greer, W. C. Oliver, and W. D. Nix, Acta Mater., 53: 1821 (2005). Crossref
  7. A. Rinaldi, P. Peralta, C. Friesen, and K. Sieradzki, Acta Mater., 56: 511 (2008). Crossref
  8. J. Kim, D. Jang, and J. R. Greer, Int. J. Plast., 28: 46 (2012). Crossref
  9. A. P. Shpak, S. O. Kotrechko, T. I. Mazilova, and I. M. Mikhailovskij, Sci. Technol. Adv. Mater., 10: 045004 (2009). Crossref
  10. T. I. Mazilova, V. A. Ksenofontov, V. N. Voyevodin, E. V. Sadanov, and I. M. Mikhailovskij, Philos. Mag. Lett., 91, No. 4: 304 (2011). Crossref
  11. Z. Yang, Z. Lu, and Y. Zhao, Comp. Mater. Sci., 46: 142 (2009). Crossref
  12. K. Gall, J. Diao, and M. L. Dunn, Nano Lett., 4, No. 12: 2431 (2004). Crossref
  13. H. A. Wu, Mech. Res. Commun., 33: 9 (2006). Crossref
  14. W. Lianga, D. J. Srolovitz, and M. Zhoua, J. Mech. Phys. Solids, 55, Iss. 8: 1729 (2007). Crossref
  15. A. M. Leach, M. McDowell, and K. Gall, Adv. Funct. Mater., 17: 43 (2007). Crossref
  16. С. О. Котречко, О. В. Овсянніков, В. В. Лідич, Металлофиз. новейшие технол., 34, № 11: 1517 (2012).
  17. G. Sainath and B. K. Choudhary, Comput. Mater. Sci., 111: 406 (2016). Crossref
  18. S. O. Kotrechko, A. N. Timoshevskij, S. O. Yablonovskii, I. M. Mikhailovskij, T. I. Mazilova, and V. V. Lidych, Procedia Mater. Sci., No. 3: 391 (2014).
  19. Ю. Г. Гордієнко, Металлофиз. новейшие технол., 33, № 9: 1217 (2011).
  20. О. С. Гаценко, О. Е. Засимчук, П. О. Теселько, С. Г. Стіренко, Ю. Г. Гордієнко, Металлофиз. новейшие технол., 36, № 9: 1207 (2014). Crossref
  21. M. P. Allen and T. J. Tildesley, Computer Simulation of Liquids (Oxford: Clarendon Press: 1991).
  22. M. W. Finnis and J. E. Sinclair, Philos. Mag. A, 50, No. 45: 45 (1984). Crossref
  23. С. А. Котречко, Ю. Я. Мешков, Предельная прочность (Киев: Наукова думка: 2009).
  24. J. K. Diao, K. Gall, M. L. Dunn, and J. A. Zimmerman, Acta Mater., 54: 643 (2006). Crossref
  25. H. S. Park and P. A. Klein, Phys. Rev. B, 75: 085408 (2007). Crossref
  26. С. А. Котречко, Ю. Я. Мешков, А. В. Овсянников, Деформация и разрушение материалов, № 11: 2 (2009).
  27. P. Wang, W. Chou, A. Nie, Y. Huang, H. Yao, and H. Wang, J. Appl. Phys., 110: 093521 (2011). Crossref
  28. А. П. Шпак, С. А. Котречко, А. В. Филатов, А. В. Овсянников, Деформация и разрушение материалов, № 11: 13 (2006).