Особенности наноструктуры

С практической точки зрения особый интерес имеет достижение высокопрочных состояний в наноматериалах, которые удается получить, например, в метастабильных сплавах. Приведенные выше результаты показывают, что ИПД закаленных алюминиевых сплавов также приводит к формированию наноструктуры, но процессы старения в наноструктурных сплавах имеют ряд отличий от крупнокристаллических образцов [347]. В частности, в наноструктурном сплаве 1420 наблюдается формирование наиболее высокопрочного состояния, а также происходит ускорение процессов старения. Другой особенностью наноструктур в алюминиевых сплавах является образование новых метастабильных фаз. Например, в несмешиваемом сплаве А1-11 %Fe, подвергнутом ИПД, выявлено растворение 0,89 ат. % Fe в алюминиевой матрице, что приводит к существенному повышению прочностных свойств сплава в результате выделения дисперсных фаз при последующем старении. [c.202]

В пособии дана характеристика особенностей наноструктуры, рассмотрены разнообразные химические, физические, механические и другие свойства наноматериалов, проанализировано проявление размерных эффектов, описаны основные технологические приемы получения наноматериалов и главные направления современного и будущего их применения. [c.4]

Оба этих замечания свидетельствуют, что величины деформации, рассчитанные с помощью указанных выще уравнений, лишь примерно равны реальным степеням деформации. Более того, формирование наноструктуры при ИПД происходит под действием не только внешних, но и внутренних напряжений (см. 1.2). Вместе с тем, между величиной последних и истинными деформациями нет жесткой связи. Подтверждением этого является формирование обычно однородной структуры по диаметру образцов, подвергнутых ИПД кручением, хотя в соответствии с выражениями (1.1) и (1.2) в центре образцов не должно происходить существенного измельчения микроструктуры. В связи с этим при исследовании процессов эволюции микроструктуры в ходе ИПД кручением часто более правильно рассматривать число оборотов, а не величину деформации, рассчитанную с помощью аналитических выражений. Это положение становится особенно важным при обработке труднодеформируемых или хрупких материалов, где возможно проскальзывание между бойками и образцом или растрескивание последнего. Для их устранения необходимо повышение приложенного давления, но это создает дополнительные технологические трудности в подборе более прочного материала бойков, оптимизации конструкции оснастки. [c.12]

При малых деформациях сплав характеризуется неизменным фазовым составом и уширением рентгеновских дифракционных линий и рефлексов на электронограммах (рис. 6.66 ). Особенно сильно уширяются линии фазы 2 14 1. Уширение рефлексов связано с формированием наноструктуры со средним размером зерна менее 300 нм и высокой плотностью дислокаций. [c.231]

Сведения о технологии, структуре, свойствах и применении наноматериалов и наноструктур изложены в нескольких монографиях (см., например, [3, 5 — 7, 11 — 13, 16, 18, 21]). Однако в этих монографиях в основном приведено лишь описание отдельных наноматериалов и не отражены в полной мере особенности современного наноструктурного материаловедения в целом. [c.8]

Если твердость как наименее структурно-чувствительная характеристика закономерно увеличивается с уменьшением размера зерна, то прочность и особенно пластичность существенно снижаются. Электронно-микроскопическое исследование образцов обнаружило наличие в структуре несплошностей и пор с надрезами (рис. 3.22, в), которые провоцировали зарождение трещин, что способствовало снижению показателей прочности и особенно пластичности, нивелируя положительное влияние наноструктуры. [c.79]

Из общих соображений и сведений о дислокациях в наноматериалах, приведенных в подразд. 2.3, вполне естественно связать механическое поведение с особенностями дислокационной структуры в этих объектах. Как отмечалось ранее, начиная с некоторых размеров наличие дислокаций в кристаллитах наноматериалов становится маловероятным за счет выталкивающих воздействий со стороны сил изображения. В силу этого пластическая деформация в таких наноструктурах также мало вероятна и разрущение носит хрупкий характер, чему способствует также наличие пор. [c.87]

Ранее уже отмечалось (см. рис. 3.23, табл. 3.11), что значение модуля упругости для наноматериалов практически не отличается от такового применительно к обычным крупнокристаллическим объектам. Это заключение верно лишь для объектов, у которых доля поверхностей раздела в общей наноструктуре не очень велика. При размере кристаллитов < 10 нм (особенно <4 — 5 нм), когда эта доля составляет десятки процентов (см. рис. 2.3, б), значение упругих характеристик должно уменьшаться, следуя примерно аддитивному соотношению, поскольку, как известно, модули упругости аморфных веществ меньше, чем кристаллических. [c.92]

Таким образом, имеющиеся в настоящее время данные пока не дают возможность четко сформулировать общие принципы создания стабильных наноструктур. Предстоит разработать методы целенаправленного управления стабильностью особенно в связи с технологическими, эксплуатационными и экономическими аспектами. [c.101]

Охарактеризуйте особенности фазовых превращений в наноструктурах. [c.107]

Особенности модели наноструктур. [c.19]

Особенности адсорбционных процессов в микро- и наноструктурах [c.240]

Сопоставление опытных данных с выражениями (3.6) может дать информацию о характеристике зеркальности пленок. Однако следует иметь в виду приближенный характер этих формул и графика на рис. 3.15, поскольку такие факторы, как тонкие особенности наноструктуры самих пленок, морфология их поверхности, сегрегативные явления и другие, не принимаются во внимание. [c.67]

Третья стадия характеризуется формированием однородной наноструктуры со средним размером зерен около 100 нм в армко-Fe (рис. 1.17в) и несколько меньщим в сталях. При этом зерна являются сильно упругоискаженными, что особенно отчетливо видно на темнопольных изображениях. [c.32]

Полученные результаты свидетельствуют, что в целом наноструктурные состояния Си и Ni, полученные консолидацией порошков ИПД кручением, имеют ряд выраженных особенностей. На рентгенограммах, соответствующих данным состояниям, наблюдается лишь один интенсивный рентгеновский пик (111). Среди рассмотренных выше случаев наноструктура, полученная консолидацией порошка ИПД, характеризуется минимальным средним размером зерен, максимальными микроискажениями кристаллической решетки, максимальным значением параметра Дебая-Уоллера. Данное состояние приближается к нано-псевдо-аморфному состоянию, модель которого будет рассмотрена в 2.2. [c.59]

Описание структурной модели. Результаты представленных в 2.1 экспериментальных исследований, а также приведенные в п. 2.2.1 представления о неравновесных границах зерен являются базисом для разработки структурной модели наноструктурных материалов, полученных ИПД [12, 150, 207]. Предметом этой модели является описание дефектной структуры (типов дефектов, их плотности, распределения) атомно-кристаллического строения наноструктурных материалов, а задачей — объяснение необычных структурных особенностей, наблюдаемых экспериментально высоких внутренних напряжений, искажений и дилатаций кристаллической решетки, разупорядочения наноструктурных интерме-таллидов, образования пересыщенных твердых растворов в сплавах, большой запасенной энергии и других. На этой основе становится возможным объяснение, а также предсказание уникальных свойств наноструктурных материалов (гл. 4 и 5). Вместе с тем, как было показано выше, типичные наноструктуры в сплавах, подвергнутых ИПД, весьма сложны. Более простым является пример чистых металлов, где основным элементом наноструктуры выступают неравновесные границы зерен. Структурная модель металлов, подвергнутых ИПД, может быть представлена следующим образом. [c.99]

Фуллерены и тубулярные наноструктуры стали предметом многочисленных исследований, начиная с 1985 г., когда была идентифицирована новая аллотропная форма углерода — кластеры С о и С70, названные фуллеренами (работы нобелевских лауреатов Н. Крото, Р. Керлу и Р. Смолли), и особенно с 1991 г., когда японский ученый С. Ишима обнаружил углеродные нанотрубки в продуктах электродугового испарения графита. [c.8]

Большой интерес представляют результаты исследования механических свойств тубулярных наноструктур. Для однослойных углеродных нанотрубок получены следующие значения разрушающего напряжения и модуля упругости 30 ГПа и 1000 ГПа соответственно [76]. Однако разброс результатов был довольно значительным соответственно 13 — 52 ГПа и 320— 1470 ГПа, что связано как с особенностями методики измерений (опыты проводились со жгутами диаметром 20 — 40 нм, составленными из нанотрубок диаметром 1,4 нм), так и с возможной структурной неравномерностью объектов. Для многослойных трубок результаты определений примерно такие же (11 — 63 ГПа и 320—1470 ГПа). [c.94]

На рис. 4.8 показаны две схемы интенсивной пластической деформации — кручение под высоким давлением и равноканальное угловое прессование. В случае схемы а дискообразный образец помещают в матрицу и сжимают вращающимся пуансоном. В физике и технике высоких давлений эта схема развивает известные идеи наковален Бриджмена. Квазигидростатическая деформация при высоких давлениях и деформация сдвигом приводят к формированию неравновесных наноструктур с большеугловыми меж-зеренными границами. В случае схемы б, принципиальные основы которой были разработаны В. М. Сегалом (Минск), образец деформируется по схеме простого сдвига и существует возможность повторного деформирования с использованием различных маршрутов (рис. 4.9). В начале 1990-х гг. Р. 3. Валиев с соавт. [4] использовали обе схемы для получения наноматериалов, детально исследовав закономерности получения в связи с особенностями структуры и свойств. [c.128]

Все перечисленное стало возможным лишь благодаря вьщающимся достижениям в развитии технологии молекулярно-пучковой и МОС-гид-ридной эпитаксии, обеспечившим возможность синтеза высококачественных квантоворазмерных композиций широкого круга полупроводниковых материалов. Однако по существу развитие технологии и материаловедения наноструктур лишь только начинается. С материаловедческих позиций наноструктуры являются весьма специфическими объектами, свойства которых в значительной степени определяются свойствами их поверхности и явлениями, разыгрывающимися на границах раздела фаз. Все это определяет специфику межфазных взаимодействий и особенностей поведения примесей и структурных дефектов в наноразмерных многофазных композициях. Ключ к получению недеградирующих наноструктур с контролируемыми свойствами лежит в детальном исследовании всех этих явлений. [c.112]

В последние годы большой интерес вызывают многокомпонентные наноструктурные пленки, обладающие уникальным комплексом физико-механических свойств. Эти объекты, как правило, состоят из смеси нескольких кристаллических фаз, внедренных в аморфную матрицу. Получение изображения с индивидуального кристаллита является важной, но довольно трудной задачей. Средний размер нанокристаллитов обычно определяют или из полуширины дифракционных линий на рентгенограмме с помощью формулы Дебая—Шеррера, либо по методу темнопольных (ТП) изображений. Однако первый метод, особенно в случае наноструктур, может приводить к значительным погрешностям вследствие эффекта уширения дифракционных максимумов и их сложной формы. Это связано с вкладом целого ряда факторов, таких как суперпозиция дифракционных линий от нескольких фаз, присутствие нанокристаллитов переменного состава с различными параметрами кристаллической решетки, наличие макро- и микронапряжений. Размер нанокристаллитов, определенный по методу ТП изображений, хорошо подтверждается прямыми наблюдениями при проведении ПЭМ ВР. Однако следует помнить, что в случае наноразмерного масштаба порядка 1 нм и менее размер кристаллитов совпадает с размером светлых областей на ТП изображении, соответствующих аморфному контрасту, что не позволяет однозначно интерпретировать результаты. Размер этих областей обычно составляет 0,5...1,5 нм и зависит от величины дефокусировки. Отметим, что в литературе нет однозначного ответа на вопрос, какой материал, исходя из экспериментально полученных результатов, действительно считать аморфным. Иногда для описания аморфного состояния вещества [c.490]

В предыдущих разделах подробно описано поглощение света, сопровождающееся межподзонными переходами электронов в квантовых ямах. Размерное квантование приводит, естественно, и к появлению подзон в валентной зоне. Межподзонные переходы дырок, однако, имеют свои особенности, это связано со сложной структурой валентной зоны в большинстве полупроводников, в частности в соединениях Аф , наиболее широко применяющихся при изготовлении наноструктур. [c.67]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...