Оценка параметров неравновесных границ зерен из высокотемпературного фона зернограничного внутреннего трения

Кульков, В.Г. и Норов, Д.Ш. (2025) Оценка параметров неравновесных границ зерен из высокотемпературного фона зернограничного внутреннего трения. Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов (17). С. 267-275.

PDF - Опубликованная версия
1MB

Абстракт

Рассматриваются физические процессы, приводящие к образованию неравновесных границ зерен в нанокристаллических и ультрамелкозернистых материалах. Решается задача для двумерного уравнения диффузии на сегменте границы, подверженном действию переменных сжимающих напряжений. Находится распределение вакансий и соответствующее нормальное напряжение на сегменте. Из рассмотрения динамики вакансий находится скорость взаимного смещения зерен в направлении нормали к границе и величина внутреннего трения. Внутреннее трение имеет характер высокотемпературного фона. Учитывается эффект подстройки напряжений. Обсуждается процесс атомной релаксации структуры границы с течением времени. Показывается изменение энергии релаксации с изменением комплексного параметра, включающего частоту, размер зерна, энергию активации и температуру. Из графика зависимости логарифма величины произведения внутреннего трения на температуру от обратной температуры находятся энергии активации на высоко- и низкотемпературных частях процесса. Показывается, что при предплавильных температурах возможно появление участков с наиболее высокой энергией активации. Рассматривается способ определения энергии активации внутреннего трения на равновесных и неравновесных границах. Обсуждается метод оценки размера зерна. Из изменения величины внутреннего трения с течением времени можно определить время релаксации атомной структуры границы

Абстракт (англ.)

The physical processes leading to the formation of nonequilibrium grain boundaries in nanocrystalline and ultrafine-grained materials are considered. The problem is solved for a twodimensional diffusion equation on a boundary segment exposed to variable compressive stresses. The vacancy distribution and the corresponding normal tension in the segment are found. From the consideration of vacancy dynamics, the rate of mutual displacement of grains in the normal to the boundary direction and the amount of internal friction are determined. Internal friction has the character of a high-temperature background. The effect of stress adjustment is taken into account. The process of atomic relaxation of the boundary structure over time is discussed. The change in relaxation energy is shown with a change in a complex parameter, including frequency, grain size, activation energy, and temperature. From the graph of the dependence of the logarithm of the product of internal friction on temperature on the reverse temperature, the activation energies on the high- and low temperature parts of the process are found. It is shown that at pre-melting temperatures, areas with the highest activation energy may appear. A method for determining the activation energy of internal friction at equilibrium and nonequilibrium boundaries is considered. The method of grain size estimation is discussed. The relaxation time of the atomic structure of the boundary can be determined from the change in the amount of internal friction over time

Тип объекта:	Статья
Сведения об авторах:	Кульков Виктор Геннадьевич – д.ф.-м.н., профессор филиала ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский университет «Московский Энергетический Институт» в городе Волжском Норов Джонибек Шералиевич– старший преподаватель филиала ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский университет «Московский Энергетический Институт» в городе Волжском
Ключевые слова:	нанокристаллические и ультрамелкозернистые материалы, диффузия, внутреннее трение, энергия активации, время релаксации
Ключевые слова (англ.):	nanocrystalline and ultrafine-grained materials, diffusion, internal friction, activation energy, relaxation time
Категории:	5 Математика. Естественные науки 5 Математика. Естественные науки > 53 Физика 5 Математика. Естественные науки > 53 Физика > 539 Строение материи
Подразделения:	Университеты > Национальный исследовательский университет "Московский энергетический институт", г. Волжский (филиал)
ID Code:	15611
Deposited On:	02 Июл 2026 05:37
Последнее изменение:	02 Июл 2026 05:37

Repository Staff Only: item control page