Особенности структурных превращений ГПУ титановых нановолокон при низкой температуре, используя потенциал Клери-Розато

М.М. Айш1,2, М.Д. Старостенков2
1Кафедра физики, Естественнонаучный факультет, Менуфийский университет, Гамбал Абдель-Насир, Шибиин Эль-Ком, 32511, Менуфия, Египет
2Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова, пр. Ленина, 46, г. Барнаул, Россия, 656038
Аннотация
Молекулярно-динамическое моделирование (МД) деформации нановолокон при одноосном растяжении для ГПУ простого кристалла Ti реализовано для выяснения зависимости деформационного поведения нановолокон от растяжения. Моделирование выполнено с использованием модели сильной связи (потенциал Клери-Розато). Компьютерный эксперимент выполнялся при температуре 10 К. Диаграммы запасенной энергии, полученые в различное время с помощью МД моделирования для образцов металлических Ti нановолокон, подвергнутых растяжению, показали быстрое увеличение напряжения до максимума с последующим постепенным падением до нуля, когда образец терпит пластическое разрушение. Особенности в изменении запасенной энергии деформации можно разделить на три области: квазиупругую, пластическую и разрушение. Эти преобразования характеризуются различными структурными особенностями, что проявляется в характере изменения кривой зависимости запасенной энергии деформации и появлении различных типов структурных дефектов. Результаты показали, что положение разрушения образца зависит от его длины. Представляется, что применение потенциала Клери-Рoзато позволяют получить достаточно надежные представления о поведении нанометаллических ГПУ Ti нановолокон при их растяжении. Температурная зависимость модуля Юнга оказывается подобной известным экспериментальным результатам. Полученные результаты моделирования базировались не только на анализе структурных изменений во всем объеме, но и в отдельных областях и атомных плоскостях в процессе одноосной деформации растяжения вдоль направления <0001> нановолокна Ti при температуре 10 К. Подобные исследования были проведены на образцах нановолокон Ti различной длины, поперченного сечения, различных ориентаций и при различных температурах компьютерного эксперимента.
Получена: 23 августа 2016   Принята: 30 октября 2016
Просмотры: 50   Загрузки: 13
Ссылки
1.
F. Ercolessi and J. B. Adams. Europhys. Lett. 26, 583 (1994).
2.
Y. Mishin, D. Farkas, M. J. Mehl and D. A. Papaconstantopoulos. Phys. Rev. B 59, 3393 (1999).
3.
Y. Mishin, M. J. Mehl, D. A. Papaconstantopoulosm, A. F. Voter and J. D. Kress. Phys. Rev. B 63, 224106 (2001).
4.
Y. Mishin, M. J. Mehl and D. A. Papaconstantopoulos. Phys. Rev. B 65, 224114 (2002).
5.
R. R. Zope and Y. Mishin. Phys. Rev. B 68, 024102 (2003).
6.
A. Strachan, T. Cagin, O. Gülseren, S. Mukherjee, R. E. Cohen and W. A. Goddard. Model. Simul. Mater. Sci. Eng. 12, S445 (2004).
7.
Y. Mishin, M. J. Mehl and D. A. Papaconstantopoulos. Acta Mater. 53, 4029 (2005).
8.
Y. Mishin and A. Y. Lozovoi. Acta Mater. 54, 5013 (2006).
9.
H. Chamati, N. Papanicolaou, Y. Mishin and D. A. Papaconstantopoulos. Surf. Sci. 600, 1793 (2006).
10.
I. J. Robertson, V. Heine and M. C. Payne. Phys. Rev. Lett. 70, 1944 (1993).
11.
S. L. Frederiksen, K. W. Jacobsen, K. S. Brown and J. P. Sethna. Phys. Rev. Lett. 93, 165501 (2004).
12.
F. Cleri and V. Rosato. Phys. Rev. B 48, 22 (1993).
13.
Mohammed Aish and Mikhail Starostenkov. AIP Conf. Proc. 1698, 040006 (2016).
14.
M. M. Aish, M. D. Starostenkov. Materials Physics and Mechanics. 24 (2), 139 (2015).
15.
M. D. Starostenkov, M. M. Aish. Materials Physics and Mechanics (2014) 21 (1), 1 (2014).
16.
M. D. Starostenkov, M. M. Aish. Advanced Materials Research. 1013, 242 (2014).
17.
M. M. Aish, M. D. Starostenkov. Materials Physics and Mechanics. 18 (1), 53 (2013).
Цитирования
1.
Старостенков М.Д., Демьянов Б.Ф., Захаров П.В., Медведев Н.Н., Полетаев Г.М., Черных Е.В., Чаплыгин П.А., Кулабухова Н.А., Яшин А.В., Чаплыгина А.А., Маркидонов А.В., Харьков А.М., Санников А.В., Семенов А.С., Лобзенко И.П., Кулаева Н.А., отчет о НИР  № 166 от 01.01.2014 (Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова) .