УСЛОВИЕ РАВНОВЕСИЯ ОСТАТОЧНОГО КРАЕВОГО КЛИНОВИДНОГО НАНОДВОЙНИКА В ПОСТДЕФОРМИРОВАННОМ ТВЕРДОМ ТЕЛЕ

Выведено условие равновесия остаточного краевого клиновидного нанодвойника в деформированном твердом теле. Вывод условия основан на необходимости равновесия баланса сил, действующих на каждую двойникующую дислокацию со стороны остальных дислокаций двойника. При этом не учитывали дислокационную структуру и напряженное состояние у устья нанодвойника. Использовали результаты теории дислокаций, полученные в рамках теории упругости и механики сплошных сред. Рассматривали составляющую результирующей силы, действующую в плоскости двойникования, в рамках допущения отсутствия движения двойникующих дислокаций в перпендикулярном плоскости двойникования направлении. В модели принимали дискретное распределение двойникующих дислокаций на двойниковых границах. Для уменьшения громоздкости расчетов рассматривали ограниченное число двойникующих дислокаций и принимали допущение о малости величины винтовой составляющей вектора Бюргерса, т. е. рассматривали краевой нанодвойник. Для уменьшения количества уравнений в системе условий равновесия использовали симметричность сдвиговой компоненты тензора напряжений. Вводили ограничение на порядок расположения двойникующих дислокаций на двойниковых границах. При этом полагали расположение пар двойникующих дислокаций разных двойниковых границ в одной плоскости, перпендикулярной плоскости двойникования. Учитывали, что в одной плоскости двойникования может находиться только одна двойникующая дислокация. Расчетами показано, что в идеальном ненагруженном кристалле возможно устойчивое и неустойчивое равновесие краевого нанодвойника. Устойчивое равновесие обеспечивается выстраиванием двойникующих дислокаций в стенку. Это приводит к исчезновению двойника в результате аннигиляции дислокаций границ двойника с его дислокациями у устья. Для обеспечения неустойчивого равновесия клиновидного краевого нанодвойника необходимо, чтобы вдоль длины двойника расстояние между двойникующими дислокациями равнялось межплоскостному расстоянию.

1. Остриков, О. М. Нанодвойникование монокристаллов висмута / О. М. Остриков // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2002. № 3. С. 51–52.

2. Deformation Twins in Nanocrystalline Al / X. Z. Liao [et al.] // Appl. Phys. Lett. 2003. Vol. 83, No 24. P. 5062–5064.

3. Waitz, T. Size-Dependent Martensitic Transformation Path Causing Atomic-Scale Twinning of Nanocrystalline NiTi Shape Memory Alloys / T. Waitz, D. Spisak, J. Hafner // Europhys. Lett. 2005. Vol. 71, No 1. P. 98–103.

4. Twinning Defects in Spherical GeSi Alloy Nanocrystals / Y. M. Yang [et al.] // J. Cryst. Growth. 2006. Vol. 219, No 2. P. 358–362.

5. Xiao-Lei Wu. Deformation Twinning Mechnisms in Nanocrystalline Ni / Xiao-Lei Wu, En Ma // Appl. Phys. Lett. 2006. Vol. 88, No 6. P. 061905

6. Twinning in Nanocrystalline Ni by Severe Plastic Deformation / X. Y. Feng [et al.] // J. Phys. D. 2006. Vol. 39, No 4. P. 746–749.

7. Гуткин, М. Ю. Механизм образования деформационных двойников в нанокристаллических материалах / М. Ю. Гуткин, И. А. Овидько, Н. В. Скиба // Физика твердого тела. 2007. Т. 49, № 5. С. 830–838.

8. Рущиц, С. В. Нанодвойникование мартенситных кристаллов и теория адаптивных фаз / С. В. Рущиц, В. Л. Ильичев // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Металлургия». 2008. Вып. 11, № 24 (124). С. 44–46.

9. Овидько, И. А. Влияние миграции двойниковых границ на трещиностойкость нанодвойникованных металлов / И. А. Овидько, А. Г. Шейнерман // Физика и механика материалов. 2014. Т. 21, № 3. С. 248–258.

10. Овидько, И. А. Образование деформационных нанодвойников на границах зерен с дисклинациями в наноматериалах / И. А. Овидько, Н. В. Скиба // Физика и механика материалов. 2014. Т. 21, № 3. С. 288–298.

11. Остриков, О. М. Механика двойникования твердых тел / О. М. Остриков. Гомель: Гомельс. госуд. технич. ун-т имени П. О. Сухого, 2008. 301 с.

12. Остриков, О. М. Дислокационная модель нанодвойника / О. М. Остриков // Известия РАН. Механика твердого тела. 2008. № 5. С. 124–129.

13. Финкель, В. М. Разрушение кристаллов при механическом двойниковании / В. М. Финкель, В. А. Федоров, А. П. Королев. Р-на-Д: Изд-во Рост. ун-та, 1990. 172 с.

14. Ovid’ko, I. A. Deformation Twinning Through Nanoscale Ideal Shears in Nanoand Polycrystalline Materials at Ultra High Stresses / I. A. Ovid’ko, A. G. Sheinerman // Rev Adv. Mater. Sci. 2011. Vol. 27, No 2. P. 189–194.

15. Гуткин, М. Ю. Пластическое течение и разрушение аморфных межкристаллитных прослоек в керамических нанокомпозитах / М. Ю. Гуткин, И. А. Овидько // Физика твердого тела. 2010. Т. 52, № 4. С. 668–677.

16. Миркин, Л. И. Физические основы пластической деформации / Л. И. Миркин. М.: МГУ, 1968. 538 с.