Влияние электрического потенциала на механические свойства технически чистого титана

К.А. Осинцев ORCID logo , И.А. Комиссарова, С.В. Коновалов, С.В. Воронин, С. Чэнь показать трудоустройства и электронную почту
Получена: 26 мая 2020; Исправлена: 03 июля 2020; Принята: 27 июля 2020
Эта работа написана на английском языке
Цитирование: К.А. Осинцев, И.А. Комиссарова, С.В. Коновалов, С.В. Воронин, С. Чэнь. Влияние электрического потенциала на механические свойства технически чистого титана. Письма о материалах. 2020. Т.10. №4. С.512-516
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2020-4-512-516

Аннотация

The electrical supply was applied to induce an electrical field to the titanium samples, and their microhardness and elastic modulus were measured. The microhardness raised by 11% from 0 V to 1 V, and the elastic modulus increased three times.Механическое поведение металлических материалов, подвергаемых воздействию внешних источников энергии, таких как электрические потенциалы, постоянные и импульсные токи, а также магнитные поля, является критическим аспектом при оценке применимости материала в современных отраслях промышленности. Ранее проведенные исследования показали, что механические свойства материалов чувствительны к состоянию тонких приповерхностных слоев. Это состояние может быть изменено наложением электрического потенциала различной величины, который может влиять на плотность энергии поверхности. В данной статье рассматривается влияние электрических потенциалов (в интервале значений от 0 до 1 В) на механические свойства (микротвердость и модуль упругости) технически чистого титана марки ВТ1-0 (иностранный аналог grade 2). Было показано, что при подключении электрического потенциала от источника постоянного тока на интервале от 0 до 0.1 В микротвердость образцов технически чистого титана ВТ1-0 увеличивается до 11 % по сравнению с исходным значением микротвердости, в то время как значение модуля упругости возрастет от 100 ГПа (значения с исходном состоянии) до 300 ГПа при наложении к образцам электрического потенциала 1 В. Было высказано предположение, что увеличение значений микротвердости и модуля упругости связано с изменениями поверхностного натяжения образцов титана. Выполнен анализ зависимости поверхностного натяжения от электрического потенциала в рамках концепции двойного электрического слоя, в результате которого было показано, что коэффициент поверхностного натяжения имеет квадратичную зависимость от электрического потенциала.

Ссылки (25)

1. J. Krim. Front. Mech. Eng. 5, 22 (2019). Crossref
2. M. Persson. Nat. Mater. 18, 773 (2019). Crossref
3. T. Y. Chien, J. Liu, A. J. Yost, J. Chakhalian, J. W. Freeland, N. P. Guisinger. Sci. Rep. 6, 19017 (2016). Crossref
4. G.-R. Li, F.-F. Wang, H.-M. Wang, R. Zheng, F. Xue, J.-F. Cheng. Chinese Phys. B. 26, 046201 (2017). Crossref
5. Z. Lu, C. Guo, P. Li, Z. Wang, Y. Chang, G. Tang, F. Jiang. J. Alloys Compd. 708, 834 (2017). Crossref
6. D. V. Zagulyaev, K. A. Osintsev, S. V. Konovalov, V. E. Gromov, A. P. Semin. J. Surf. Investig. 11, 1338 (2017). Crossref
7. E. A. Petrzhik, M. O. Stepanyuk, O. G. Portnov, V. V. Antipov. Phys. Solid State. 55, 1442 (2013). Crossref
8. S. Fu, H. Liu, N. Qi, B. Wang, Y. Jiang, Z. Chen, T. Hu, D. Yi. Scr. Mater. 150, 13 (2018). Crossref
9. A. Rahnama, R. Qin. Sci. Rep. 7, 1 (2017). Crossref
10. Y. Ye, S.-Z. Kure-Chu, Z. Sun. Mater. Des. 149, 214 (2018). Crossref
11. R. Zhang, X. Li, J. Kuang. Mater. Sci. Technol. 33, 1421 (2017). Crossref
12. R. Zhu, G. Tang. Mater. Sci. Technol. 33, 546 (2017). Crossref
13. V. I. Danilov, L. B. Zuev, S. V. Konovalov, R. A. Filip’ev, B. S. Semukhin. J. Surf. Investig. 4, 157 (2010). Crossref
14. S. A. Nevskii, S. V. Konovalov, V. E. Gromov. Tech. Phys. 56, 877 (2011). Crossref
15. S. V. Konovalov, V. I. Danilov, L. B. Zuev, R. A. Filip’ev, V. E. Gromov. Phys. Solid State. 49, 1457 (2007). Crossref
16. S. Kim, A. A. Polycarpou, H. Liang. Appl. Surf. Sci. 351, 460 (2015). Crossref
17. D. V. Orlova, V. I. Danilov, L. B. Zuev, O. S. Staskevich. Phys. Solid State. 58, 9 (2016). Crossref
18. I. S. Grigoriev, E. Z. Meilikhov. Handbook of Physical Quantities. CRC Press, USA (2002) 1548 p.
19. Y. Dekhtyar, S. Kronberga, M. Romanova. Int. J. Adhes. Adhes. 91, 19 (2019). Crossref
20. Y. A. Khon, P. P. Kaminskii, L. B. Zuev. Phys. Solid State. 55, 1131 (2013). Crossref
21. X. Ye, Z. T. H. Tse, G. Tang, G. Song. Mater. Charact. 98, 147 (2014). Crossref
22. D. V. Orlova, L. B. Zuev, N. A. Ploskov. IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng. 225, 012218 (2017). Crossref
23. B. Cappella, G. Dietler. Force-distance curves by atomic force microscopy. Lausanne, Universiti de Lausanne (1999) 104 p. Crossref
24. M. Long, H. J. Rack. Biomat. 19, 1621 (1998). Crossref
25. R. A. Filip’ev, S. V. Konovalov, V. A. Petrunin, V. E. Gromov. Russ. Metall. 2011, 89 (2011). Crossref

Другие статьи на эту тему

Финансирование