Deformation behavior of perfect and imperfect nanomaterials made of intermetallic compounds with bcc lattice

R.I. Babicheva1, M.D. Starostenkov2, K. Zhou1
1School of Mechanical and Aerospace Engineering, Nanyang Technological University, 50 Nanyang Avenue, Singapore 639798, Singapore
2Altai State Technical University, 46 Lenina St., Barnaul 656038, Russia
Abstract
The paper reviews the literature devoted to the stress-strain behavior of nanomaterials made of NiAl and FeAl intermetallics having B2 superstructure with body-centered cubic (bcc) lattice. Such nanomaterials demonstrate an elastic deformation up to the point of their failure. In a concave region of a strain dependence of the potential energies , the materials demonstrate thermodynamic instability and the non-homogeneous elastic deformation which is accompanied by the appearance of domains of two strain levels. Stretching behavior of NiAl and FeAl nanomaterials depends on lattice defects and sample geometry. An introduction of lattice defects which result in an appearance of residual stresses in structures can lead to the nanomaterial strengthening.
Accepted: 26 January 2015
Views: 108   Downloads: 24
References
1.
C. Bai, M.Liu. Nano Today. 7, 258 (2012).
2.
J.R. Greer, D. Jang, X.W. Gu. JOM. 64, 1241 (2012).
3.
T. Zhu, J.Li. Prog Mater Sci. 55, 710 (2010).
4.
J.R.  Greer, J.T.  M.  De Hosson. Prog. Mater. Sci. 56, 654(2011).
5.
E.O. Hall. Physical Society — Proceedings. 64(381B), 747(1951).
6.
N.J. Petch. Iron and Steel Institute — Journal. 174,25 (1953).
7.
Y. Estrin, A. Vinogradov. Acta Mater. 61, 782 (2013).
8.
A.P. Zhilyaev, T.G. Langdon. Prog. Mater. Sci. 53, 893 (2008).
9.
O.  Sitdikov, E.  Avtokratova, R.  Babicheva, T.  Sakai,K. Tsuzaki, Y. Watanabe. Mater. Trans. 53(1), 56 (2012).
10.
M.  Zehetbauer, R.  Grössinger, H.  Krenn, M.  Krystian,R. Pippan, P. Rogl, T. Waitz, R. Würschum. Adv.Eng. Mater.12(8), 692 (2010).
11.
R.Z. Valiev, I. Sabirov, A.P. Zhilyaev, T.G. Langdon. JOM.64(10), 1134 (2012).
12.
R.I.  Babicheva, S.V.  Dmitriev, Y.  Zhang, S.W.  Kok,K. Zhou.J. Nanomater. 231848, (2015).
13.
Z.X. Wu, Y.W. Zhang, M.H. Jhon, J.R. Greer, D.J. Srolovitz.Acta Mater. 61, 1831 (2013).
14.
R.Z.  Valiev, M.J.  Zehetbauer, Y.  Estrin, H.W.  Höppel,Y. Ivanisenko, H. Hahn, G. Wilde, H.J. Roven, X. Sauvage,T.G. Langdon. Adv.Eng. Mater. 9, 527 (2007).
15.
O.Sh.  Sitdikov, E.V.  Avtokratova, R.I.  Babicheva.Phys.Met. Metallogr. 110(2), 153 (2010).
16.
R.I.  Babicheva, S.V.  Dmitriev, Y.  Zhang, S.W.  Kok,N. Srikanth, B. Liu, K. Zhou. Comput. Mater. Sci. 98, 410(2015).
17.
R.I.  Babicheva, Kh.Ya.  Mulyukov, Appl. Phys. A-Mater.116(4), 1857 (2014).
18.
R.I. Babicheva, Kh.Ya. Mulyukov, I.Z. Sharipov, I.M. Safarov.Phys. Solid State. 54(7), 1480 (2012).
19.
H Pan, YW Zhang. J. Phys. Chem. C. 116(21), 11752 (2012).
20.
P. Lin, R.I. Babicheva, M. Xue, H.S. Zhang, H. Xu, B. Liu,K. Zhou. Comput. Mater. Sci. 96, 295 (2015).
21.
S.  Li, X.  Ding, J.  Deng, T.  Lookman, J.  Li, X.  Ren, J.  Sun,A. Saxena. Phys.Rev. B82, 205435 (2010).
22.
N. Abdolrahim, I.N. Mastorakos, H.M. Zbib. Phys.Rev. B81,054117 (2010).
23.
C. Ni, H. Ding, C. Li, L.T. Kong, X. Jin. J. Scripta Mater.68(3-4), 191 (2013).
24.
A.V. Savin, I.P. Kikot, M.A. Mazo, A.V. Onufriev, P.  Natl.Acad.Sci. USA. 110, 2816 (2013).
25.
K.A.  Bukreeva, R.I.  Babicheva, S.V.  Dmitriev, K.  Zhou,R.R. Mulyukov, A.I. Potekaev. Russ. Phys. J. 57(1), 69 (2014).
26.
K.A.  Bukreeva, R.I.  Babicheva, A.B.  Sultanguzhina,S.V. Dmitrieva, K. Zhou, R.R. Mulyukov. Phys. Solid State.56(6), 1157 (2014).
27.
R.I.  Babicheva, K.A.  Bukreeva, S.V.  Dmitriev,R.R. Mulyukov, K. Zhou. Intermetallics 43, 171 (2013).
28.
W.J. Drugan. Phys.Rev. Lett. 98, 055502 (2007).
29.
D.M.  Kochmann, W.J.  Drugan. Proc.R.  Soc. A468, 2230(2012).
30.
A.I. Potekaev, V.V. Kulagina. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Fiz.56(1/2), 202 (2013).
31.
A.I. Potekaev, V.V. Kulagina. Russ. Phys. J. 54(8), 839 (2011).
32.
M.D. Starostenkov, A.I. Potekaev, N.V. Sinitsa, et al. Russ.Phys. J. 53(8), 809 (2010).
33.
V.D.  Klopotov, A.A.  Klopotov, A.I.  Potekaev, et al. Izv.Vyssh. Uchebn. Zaved. Fiz. 56(1/2), 224 (2013).
34.
M.D. Starostenkov, A.I. Potekaev, N.V. Sinitsa, et al. Russ.Phys. J. 54(2), 172 (2011).
35.
M.D. Starostenkov, A.I. Potekaev, N.V. Sinitsa, et al. Russ.Phys. J. 54(3), 308 (2011).
36.
M.D.  Starostenkov, V.V.  Kulagina, A.I.  Potekaev. Fund.Probl. Sovr. Materialoved. 8(3), 367 (2012).
37.
A.I. Potekaev, S.V. Makarov, V.A. Plotnikov. Russ. Phys. J.54(3), 314 (2011).
38.
V.M.  Savostikov, A.I.  Potekaev, A.N.  Tabachenko. Russ.Phys. J. 54(7), 756 (2012).
39.
A.I.  Potekaev, A.A.  Klopotov, E.V.  Kozlov, V.V.  Kulagina.Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Fiz. 56(1/2), 213 (2013).
40.
A.I. Potekaev, A.A. Chaplygina, V.V. Kulagina, et al. Russ.Phys. J. 56(6), 620 (2013).
41.
A.I. Potekaev, A.A. Chaplygina, V.V. Kulagina, et al. Russ.Phys. J. 55(7), 814 (2012).
42.
A.I. Potekaev, A.A. Chaplygina, V.V. Kulagina, et al. Russ.Phys. J. 55(11), 1248 (2013).
43.
A.I. Potekaev, S.V. Makarov, V.A. Plotnikov. Russ. Phys. J.56(6), 630 (2013).
44.
A.I. Potekaev, A.A. Klopotov, Yu.V. Ivanov, V.V. Kulagina.Russ. Phys. J. 54(9), 1012 (2012).
45.
A.I. Potekaev, A.A. Klopotov, Yu.V. Ivanov, Sch.G. Volokitin.Russ. Phys. J. 56(8), 914 (2013).
46.
M.D. Starostenkov, A.I. Potekaev, A.V. Markidonov, et al.Russ. Phys. J. 54(11), 1241 (2012).
47.
A.I.  Potekaev, V.V.  Kulagina, A.A.  Klopotov,M.D. Starostenkov. Russ. Phys. J. 55(4), 353 (2012).
48.
K.A.  Bukreeva, R.I.  Babicheva, S.V.  Dmitriev, K.  Zhou,R.R. Mulyukov. Phys. Solid State. 55(9), 1963 (2013).
49.
K.A.  Bukreeva, R.I.  Babicheva, S.V.  Dmitriev, K.  Zhou,R.R. Mulyukov. JETP Letters. 98(2), 91 (2013).
50.
R.I.  Babicheva, K.A.  Bukreeva, S.V.  Dmitriev,R.R. Mulyukov, K. Zhou. CMST. 19(3), 127 (2013).
51.
S. Plimpton. J. Comput. Phys. 117, 1 (1995).
52.
K Zhou, A.A.  Nazarov, M.S.  Wu. Philos. Mag. 88, 3181(2008).
Cited by
1.
Старостенков М.Д., отчет о НИР  № НК 14-08-90416\14 от 25.05.2014 (Российский фонд фундаментальных исследований) .
2.
Захаров В.П., Полетаев Г.М., Маркидонов А.В., Яшин А.В., Чаплыгина А.А., Чаплыгин П.А., отчет о НИР  № 14-08-90416\15 от 14.07.2015 (Российский фонд фундаментальных исследований) .