Демпфирование нанокристаллических материалов: обзор

Р.Р. Мулюков1, А.И. Пшеничнюк1, Ю.А. Баимова1*
1Институт проблем сверхпластичности металлов РАН, г. Уфа
Аннотация
Как было показано ранее, высокая концентрация дефектов и неравновесное состояние структуры нанокристаллических материалов приводит к значительному росту дэмпфирующей способности или внутреннего трения. Поэтому исследование дэмпфирования в нанокристаллических материалах после больших пластических деформаций является в настоящее время важной и интересной задачей. В данном обзоре обсуждаются последние достижения в изучении дэмпфирующей способности и структурных особенностей нанокристаллических материалов для различных металлов и сплавов. Представлены результаты измерений амплитудной и температурной зависимостей внутреннего трения нанокристаллических металлов и сплавов, проведенные как экспериментальными, так и теоретическими методами. Полученные результаты амплитудной зависимости внутреннего трения проанализированы с использованием механизмов диссипации зеренных и зернограничных дилокаций. Проведено сравнение релаксационных пиков Бордони и Сноека-Костера и зернограничного пика, наблюдаемых на температурной зависимости внутреннего трения, для металлов и сплавов в двух состояниях: с нанокристаллической и крупнозернистой структурой. После краткого обзора методов получения нанокристаллических материалов, основное внимание уделяется обсуждению демпфирования и структурных особенностей, а также механических свойств таких материалов. Как экспериментальные, так и теоретические исследования дэмпфирующей способности, а также их связь с прочностными свойствами представлены в данном обзоре. Кроме того, показаны типичные примеры нанокристаллических материалов с высокой дэфмпирующей способностью, таких как медь, аллюминий и некоторые сплавы. В выводах обсуждается открытые вопросы получения нанокристаллических материалов с высоким внутренним трением и перспективы дальнейшего развития данной области исследований.
Принята: 01 января 2016
Просмотры: 90   Загрузки: 35
Ссылки
1.
I.S. Golovin. Key Engineering Materials. 319, 225 (2006).
2.
I. G. Ritchie, Z.-L. Pan and F. E. Goodwin, Metall. Trans.A. 22, 617 (1991).
3.
D.W. James. Mater. Sci. Eng. 4, 1 (1969).
4.
Yu.K. Favstov, Yu.N. Shulga and A.G. Rakhshtadt,Metallic Material Science of High Damping Alloys, p.272, Metallurgia, Moscow (1980) (in Russian).
5.
R. R. Mulyukov, N. A. Akhmadeev and R. Z. Valiev, S. B.Mikhailov. Mat. Sci. Eng. A. 171, 143 (1993).
6.
R.R. Mulyukov. Nanotechnologies in Russia. 2(7-8), 38(2007).
7.
S. Sabbaghianrad, T.G. Langdon. Letters on Materials.5(3), 335 (2015).
8.
M. Kawasaki, R.B. Figueiredo, T.G. Langdon. Letters onMaterials. 5(3) 233 (2015).
9.
O. S. Sitdikov. Letters on Materials. 5(1), 74 (2015).
10.
I.I. Musabirov, I.M. Safarov, R.R. Mulyukov, I.Z. Sharipov,V.V. Koledov. Letters on Materials. 4(4), 265 (2014).
11.
T.G. Langdon, Acta Mater. 61, 7035 (2013).
12.
W.N. Weins, J.D. Makinson, R.J. De Angelis et al. Nanostr.Mater. 9, 509 (1997).
13.
E. Bonetti, L. Pasquini, E. Sampaolesi. Nanostr. Mater.10(3), 437 (1998).
14.
B. Cai, Q.P. Kong, P. Cui at al. Scr. Mater. 44(7), 1043(2001).
15.
R. Mulyukov, M. Weller, R. Valiev et al. Nanostr. Mater. 6,577 (1995).
16.
E. Bonetti, E.G. Campari, L. Del Bianco et al. Nanostr.Mater. 6, 639 (1995).
17.
Y. Watanabe, Y. Suga, H. Sato, H. Tsukamoto, Y. Nishino.Materials Transactions. 54(8), 1288 (2013).
18.
J. San Juana, M.L. No. Journal of Alloys and Compounds.355, 65 (2003).
19.
Y. Chen, H.C. Jiang, S.W. Liu, L.J. Rong, X.Q. Zhao.Journal of Alloys and Compounds 482, 151 (2009).
20.
A. Amini, H. Beladi, N. Hameed, Frank Will. Journal ofAlloys and Compounds 545, 222 (2012).
21.
H.R. Salva, L.M. Fabietti, A.A. Ghilarducci, S.E. Urreta.Journal of Alloys and Compounds. 495, 420 (2010).
22.
G.E. Mann, T. Sumitomo, C.H. Cáceres, J.R. Griffiths,Mater. Sci. Eng. A 456, 138 (2007).
23.
Y. Li, M. Enoki, Mater, Trans. 48, 2343 (2007) .
24.
Y. Li, M. Enoki, Mater. Trans. 49, 1800 (2008).
25.
Y. Li, M. Enoki, J. Mater. Res. 26, 3098 (2011).
26.
C.H. Cáceres, T. Sumitomo, M. Veidt, Acta Mater. 51,6211 (2003).
27.
H. Watanabe, Y. Sasakura, N. Ikeo, T. Mukai. Journal ofAlloys and Compounds. 626, 60 (2015).
28.
S.H. Chang, S.K. Wu, W.L. Tsai, J.Y. Wang. Journal ofAlloys and Compounds. 487, 142 (2009).
29.
V.N. Chuvildeev, T.G. Nieh, M.Yu. Gryaznov, A. N.Sysoev V. I. Kopylov: Scripta Materialia 50, 861 (2004).
30.
V.N. Chuvildeev, T.G. Nieh, M.Yu. Gryaznov, V.I. Kopylov,A.N. Sysoev: Journal of Alloys and Compounds 378, 253(2004).
31.
Y. Watanabe, H. Sato, Y. Nishino, I.-S. Kim. Mat. Sci. Eng.A. 521-522, 376 (2009).
32.
A. Flejszar, A. Mielczarek, G. Vidrich,W. Riehemann.Mat. Sci. Eng. A. 521-522, 299 (2009).
33.
A. Amini, H. Beladi, N. Hameed, F. Will. Journal of Alloysand Compounds. 545, 222 (2012).
34.
B. Kappesser, U. Stuhr, H. Wipf, J. Weibmuller, C. Klos,H. Gleiter. Journal of Alloys and Compounds. 231, 337(1995).
35.
A.I. Ustinov, S.S. Polishchuk, V.S. Skorodzievskii, V.V.Bliznuk. Surface & Coatings Technology. 202, 5812 (2008).
36.
R.R. Mulyukov, A.I. Pshenichnyuk. Journal of Alloys andCompounds. 355, 26 (2003).
37.
Y. Koizumi, M. Ueyama, N. Tsuji, Y. Minamino , K. Ota:Journal of Alloys and Compounds 355, 47 (2003).
38.
J. Wang, Z. Zhang, G. Yang. Key Engineering Materials.319, 109 (2006).
39.
F.Tang, H.Tanimoto and S.Okuda. NanoStructuredMaterials. 6, 563 (1995).
40.
M. Yadollahpour, S. Ziaei-Rad, F. Karimzadeh.International Journal of Modeling, Simulation, andScientific Computing. 1(3), 421 (2010).
41.
R. Mulyukov, S. Mikhailov, R. Zaripova, and D.Salimonenko. Mat. Res. Bull. 31(6), 639 (1996).
42.
V.G. Kul’kov. Technical Physics. The Russian Journal ofApplied Physics. 52(3), 333 (2007).
43.
R.R. Mulyukov, A.I. Pshenichnyuk. Metal Science andHeat Treatment. 54(5-6), 244 (2012).
44.
R.R. Mulyukov. Metal Science and Heat Treatment. 40,341 (1998).
45.
Yu. K. Favstov, Yu. N. Shulga and A. G. Rakhshtadt.Metallic Material Science of High Damping Alloys, M:Metallurgia. 1980. p. 272 (in Russian).