Довжина критичного дислокаційного сеґмента під дією теплових флюктуацій</sub>

Довжина критичного дислокаційного сеґмента під дією теплових флюктуацій

М. І. Луговий $^{1}$, Д. Г. Вербило$^{1}$, М. П. Бродніковський$^{1}$, Т. І. Вербицька$^{2}$, Д. С. Леонов$^{3}$, М. Ю. Барабаш$^{2,3,4,5}$

$^{1}$Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України, вул. Омеляна Пріцака, 3, 03142, Київ, Україна
$^{2}$Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», просп. Берестейський, 37, 03056 Київ, Україна
$^{3}$Технічний центр НАН України, вул. Покровська, 13, 04070 Київ, Україна
$^{4}$Інститут прикладних систем управління НАН України, просп. Академіка Глушкова, 42, 03187 Київ, Україна
$^{5}$Інститут газу НАН України, вул. Дегтярівська, 39, 03113 Київ, Україна

Отримано: 12.08.2026; остаточний варіант - 17.08.2026. Завантажити: PDF

Розглянуто вплив термічних флюктуацій на форму лінії дислокації. Взаємодія термічної флюктуації з дислокацією розглядається як своєрідний «поштовх» у неї атому, який перебуває в тепловому русі. Форму лінії дислокації під дією термічних флюктуацій визначено, з одного боку, за допомогою дискретної дислокаційної динаміки та, з іншого боку, у вигляді аналітичного рішення загального диференційного рівняння для пружньої струни з закріпленими кінцями. Запропоновано спосіб розрахунку характеристик «хвилястости» лінії дислокації, яку викликано термічними флюктуаціями. Цей спосіб уможливлює розраховувати стандартний відхил точок лінії дислокації від прямої та довжину усередненої випуклости на ній. Довжина усередненої випуклости визначає довжину критичного сеґмента дислокації. Показано, що характеристики, розраховані аналітичною методою та за допомогою комп’ютерного моделювання методою дискретної дислокаційної динаміки, добре корелюють між собою. Визначено також температурні залежності цих характеристик. Стандартний відхил пропорційний кореню квадратному з температури, а довжина критичного сеґмента від температури не залежить.

Ключові слова: дислокація, зсувне напруження, стандартний відхил, довжина критичного сеґмента, термічні флюктуації.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v48/i09/0931.html

PACS: 05.40.-a, 61.72.Bb, 61.72.Lk, 62.20.F-, 62.25.Fg, 83.50.-v, 83.60.-a

ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА

J.-H. Zhai and M. Zaiser, Mater. Sci. Eng. A, 740–741: 285 (2019).
D. B. Miracle and O. N. Senkov, Acta Mater., 122: 448 (2017).
E. P. George, W. A. Curtin, and C. C. Tasan, Acta Mater., 188: 435 (2020).
J. D. Eshelby, Solid State Physics, 3: 79 (1956).
R. L. Fleischer, Acta Metallurgica, 11: 203 (1963).
R. Labusch, Czech J. Phys., 31: 165 (1981).
L. A. Gypen and A. Deruyttere, J. Mater. Sci., 12: 1028 (1977).
A. S. Argon, Strengthening Mechanisms in Crystal Plasticity (Oxford: Oxford University Press: 2008).
U. F. Kocks, A. S. Argon, and M. F. Ashby, Prog. Mater. Sci., 19: 110 (1975).
F. R. N. Nabarro and P. B. Hirsch, The Physics of Metals (Cambridge: Cambridge University Press: 1976), p. 152.
M. Zaiser, Phil. Mag. A, 82, Iss. 15: 2869 (2002).
I. Toda-Caraballo, Scripta Mater., 127: 113 (2017).
G. P. M. Leyson, W. A. Curtin, L. G. Hector Jr., and C. F. Woodward, Nature Mater., 9: 750 (2010).
G. P. M. Leyson, L. G. Hector, and W. A. Curtin, Acta Mater., 60: 3873 (2012).
G. P. M. Leyson and W. A. Curtin, Modelling Simul. Mater. Sci. Eng., 24: 065005 (2016).
C. Varvenne, A. Luque, and W. A. Curtin, Acta Mater., 118: 164 (2016).
C. Varvenne, G. P. M. Leyson, M. Ghazisaeidi, and W. A. Curtin, Acta Mater., 124: 660 (2017).
G. Laplanche, J. Bonneville, C. Varvenne, W. A. Curtin, and E. P. George, Acta Mater., 143: 257 (2018).
W. G. Nöhring and W. A. Curtin, Scripta Mater., 168: 119 (2019).
G. Bracq, M. Laurent-Brocq, C. Varvenne, L. Perrière, W. A. Curtin, J.-M. Joubert, and I. Guillot, Acta Mater., 177: 266 (2019).
Y. Hu, B. A. Szajewski, D. Rodney, and W. A. Curtin, Modelling Simul. Mater. Sci. Eng., 28: 015005 (2020).
G. Péterffy, P. D. Ispánovity, M. E. Foster, X. Zhou, and R. B. Sills, Mater. Theory, 4: 6 (2020).
R. Pasianot and D. Farkas, Computational Mater. Sci., 173: 109366 (2020).
F. Otto, A. Dlouhy, C. Somsen, H. Bei, G. Eggeler, and E. P. George, Acta Mater., 61: 5743 (2013).
A. Gali and E. P. George, Intermetallics, 39: 74 (2013).
S. J. Sun, Y. Z. Tian, H. R. Lin, X. G. Dong, Y. H. Wang, Z. J. Wang, and Z. F. Zhang, J. Alloys Compd., 806: 992 (2019).
A. V. Podolskiy, E. D. Tabachnikova, V. V. Voloschuk, V. F. Gorban, N. A. Krapivka, and S. A. Firstov, Mater. Sci. Eng. A, 710: 136 (2018).
S. O. Firstov, T. G. Rogul, N. A. Krapivka, and S. I. Chugunova, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 40: 219 (2018) (in Russian).
S. O. Firstov and T. G. Rogul, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 39: 33 (2017) (in Russian).
S. O. Firstov and T. G. Rogul, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 44: 127 (2022) (in Ukrainian).
M. Lugovy, V. Slyunyayev, M. Brodnikovskyy, and S. O. Firstov, Ehlektronnaya Mikroskopiya i Prochnost’ Materialov, 23: 3 (2017) (in Ukrainian).
M. Lugovy, V. Slyunyayev, and M. Brodnikovskyy, Ehlektronnaya Mikroskopiya i Prochnost’ Materialov, 25: 26 (2019) (in Russian).
M. Lugovy, V. Slyunyayev, and M. Brodnikovskyy, Prog. Natural Sci. Mater. Int., 31: 95 (2021).
M. Lugovy, D. Verbylo, and M. Brodnikovskyy, Uspikhy Materialoznavstva, 2: 19 (2021) (in Ukrainian).
M. Lugovy, D. Verbylo, and M. Brodnikovskyy, Uspikhy Materialoznavstva, 3: 24 (2021) (in Ukrainian).
M. Lugovy, D. Verbylo, and M. Brodnikovskyy, Uspikhy Materialoznavstva, 4/5: 12 (2022) (in Ukrainian).
M. Lugovy, D. Verbylo, and M. Brodnikovskyy, Uspikhy Materialoznavstva, 4/5: 36 (2022) (in Ukrainian).
M. Lugovy, D. Verbylo, and M. Brodnikovskyy, Uspikhy Materialoznavstva, 6: 15 (2023) (in Ukrainian).
M. Lugovy, D. Verbylo, and M. Brodnikovskyy, Uspikhy Materialoznavstva, 7: 3 (2023) (in Ukrainian).
M. Lugovy, D. Verbylo, and M. Brodnikovskyy, Uspikhy Materialoznavstva, 8/9: 13 (2024) (in Ukrainian).