Аннотация
В высокотемпературной сверхпроводящей керамике YBa2Cu3O7-х, подвергнутой высокотемпературной деформации кручением под давлением при температуре Тд=1008oС, формируется бимодальная микроструктура. Возникновение второго максимума связано с образованием аномально крупных зерен, длина которых достигает 300-500 мкм. Толщина таких зерен незначительно отличается от толщины зерен мелкозернистой матрицы. Увеличение скорости охлаждения после деформации слабо влияет на длину и плотность n аномально крупных зерен, что свидетельствует о том, что такие зерна формируются именно при деформации. Размер зерен крупной фракции монотонно увеличивается с ростом угла кручения α, в то время как их плотность n растет лишь до определенного угла кручения α=25о, после чего резко падает. Величина α, выше которого значение n резко уменьшается, соответствует моменту формирования острой текстуры со степенью ориентации базисных плоскостей F ≥ 0,95. Причины образования и особенности роста аномальных зерен объяснены на основе представлений о росте зерен, стимулированном зернограничным проскальзыванием. Межзеренное проскальзывание при деформации керамики приводит к возникновению в зернах наклепанных участков, залечивание которых происходит благодаря локальной миграции границ зерен. По-видимому, аномальные зерна появляются в местах локализации наиболее интенсивного межзеренного проскальзывания. По мере увеличения α текстура растет, степень свободы движения зерен уменьшается, поэтому уменьшается возможность аккомодации проскальзывания соседних зерен. Уменьшение степени свободы движения зерен приводит к росту количества наклепанных участков и степени деформации в них, что сопровождается ростом n и размеров аномальных зерен. При достижении некоторого критического уровня текстуры (F≈0,95 при α≥25о) возможность релаксации напряжений за счет локальной миграции исходных зерен исчерпываются, и начинается динамическая рекристаллизация аномальных зерен. Поэтому при α≥ 25о плотность аномальных зерен резко уменьшается.
Ссылки (11)
1. J. Ciulik, E. M. Taleff. Dynamic abnormal grain growth: A new method to produce single crystals // Scripta Materialia. 2009. Vol. 61. P. 895 - 898.
2. N. A. Pedrazas, T. E. Buchheit, E. A. Holm E. M. Taleff. Dynamic abnormal grain growth in tantalum // Materials Science & Engineering A 610 (2014) 76 - 84.
3. D. C. Larbalestier, S. E. Babcock, X. Y. Cai, M. B. Field, Y. Gao, N. F. Heing, D. L. Kaiser, K. Merkle, L. K. Williams, N. Zhang. Electrical transport across grain boundaries in bicrystals of YBa2Cu3O7-δ // Physica C. 1991. Vol. 185 - 189. P.315 - 320.
4. Juh-Lih Wang, X. Y. Cai, R. J. Kelley, M. D. Vaudin, S. E. Babcock, D. C. Larbalestier Electromagnetic coupling character of [001] twist boundaries in sintered Bi2Sr2CaCu2O8+x bicrystals // Physica C. 1994. Vol. 230. P.189 - 198.
5. V. Y. Gertsman. Coincidence site lattice misorientations of crystals in orthorhombic systems, with application to YBa2Cu3O7 // Scripta Metallurgica et Materialia. 1992. Vol. 27. P.291 - 296.
6. Имаев М. Ф., Кабирова Д. Б., Павлова В. В. Аномальный рост зерен в керамике Y123 при деформации // Открытая школа-конференция стран СНГ «УМЗНМ- 2014.», г. Уфа, с. 131.
7. Имаев М. Ф., Кабирова Д. Б. Формирование базисной текстуры при горячей деформации ВТСП керамики YBa2Cu3O7-x // Перспективные материалы. 2009. Вып.7. С. 124 - 129.
8. Imayev M. F., Kazakova D. B., Gavro A. N., Trukhan A. P. Grain growth in a YBa2Cu3Oх superconductive ceramics // Physica C. 2000. Vol. 329. P. 75 - 87.
9. Wilkinson D. S., Caceres C. H. On the mechanism of strain-enhanced grain growth during superplastic deformation //Acta Metallurgica. 1984. Vol. 32. No 9. P. 1335 - 1345.
10. V. V. Astanin, O. A. Kaibyshev, S. N. Faizova Cooperative grain boundary sliding under superplastic flow // Scripta Metallurgica et Materialia. 1991. Vol. 25. P. 2663 - 2668.
11. H. Muto, Y. Takahashi, T. Futami, M. Sakai Cooperative grain-boundary sliding in polycrystalline ceramics // Journal of the European Ceramic Society. 2002. Vol. 22. P. 2437 - 2442.