Próba modelowania mechanicznych własności nanometali

• Autorzy: Pęcherski R.B. , Nalepka K.T. , Nowak Z.

Warianty tytułu

EN

An attempt of modelling nanometals mechanical properties

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedyskutowano aktualne problemy modelowania własności mechanicznych metali o strukturze nanometrycznej. Omówiono możliwości opisu deformacji sprężysto-plastycznej i lepkoplastycznej materiałów o bimodalnym rozkładzie ziarn. Przedstawiono wyniki badań sprężystych własności nanoziarn oraz identyfikacji ich sprężystych stanów granicznych z zastosowaniem kwantowo-mechanicznych obliczeń z pierwszych zasad (ab initio) na przykładzie idealnego kryształu miedzi. Wskazano na możliwości dalszych badań zmierzających do opracowania przesłanek potrzebnych do projektowania własności nanomateriałów.

EN

The recent problems of the modelling of mechanical properties of nanostructured metals were discussed. Possibilities of the description of elasto-plastic and viscoplastic deformation of materials with bimodal structure were studied. The elastic properties of nanograins and identification of their elastic limit states were investigated with use of quantum-mechanical calculations from the first principles (ab initio) of an ideal copper crystal. The possibilities of further studies aiming at the elaboration of premises, which are necessary for tailoring of nanomaterials are indicated.

Słowa kluczowe

PL

nanometale; modelowanie właściwości mechanicznych; deformacja sprężysto-plastyczna

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 26, nr 4
• Strony: 170--174
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., rys.

Twórcy

autor

Pęcherski R.B.

• Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN

autor

Nalepka K.T.

• Wydział Inżynierii Lądowej, Politechnika Krakowska

autor

Nowak Z.

• Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN

Bibliografia

• [1] Champion Y., Langlois C., Guerin-Maily S., Langlois P., Bonnentien, J-L. Hytch M. J.: Near-perfect elastoplasticity in pure nanocrystalline copper; Science, 300, (2003), 310-311
• [2] Schi0tz J., Jacobsen K. W.: A maximum in the strength of nanocrystalline copper, Science, 301, (2003), 1357-1359
• [3] Lu L., Sui M., Lu K.: Superplastic extensibility of nanocrystalline copper at room temperature, Science, 287, (2000), 1463-1465
• [4] Saito T„ Furuta T., Hwang J.-H., S. Kuramoto, Nishino K., Suzuki N., Chen R., Yamada A., Ito K., Seno Y., Nonaka T., Ikehata H., Nagasako N., Iwamoto C., Ikuhara Y., Sakuma T.: Multifunctional alloys obtained via a dislocation-free plastic deformation mechanism, Science, 300, (2003), 464-467
• [5] Wang Y., Chen M., Zhou F., Ma E.: High tensile ductility in nanostructured metal, Naturę, 419, (2002), 912-914
• [6] Lu L., Shen Y., Chen X., Qian L., Lu K.: Ultrahigh strength and high electrical conductiyity in copper, Science, 304, (2004), 422-426
• [7] Valiev R.: Nanomaterial advantage, Nature, 419, (2002), 887-889.
• [8] Ma E.: Nanocrystalline materials. Controlling plastic instability, Nature Materials, 2, (2003), 7-8
• [9] He G., Eckert J., Loserand W., Schultz L.: Novel Ti-base nanostructure dendrite composite with enhanced plasticity, Nature Materials, 2, (2003), 33-37
• [10] Gutkin M. Yu., Ovid'ko I. A.: Yield stress of nanocrystalline materials: role of grain-boundary dislocations, triple junctions and Coble creep, Phil. Mag., 21, (2004), 847-863
• [11] Yang W., Wang H.: Mechanics modelling for deformation of nano-grained metals, J. Mech. Phys. Solids, 52, (2004), 875-889
• [12] Kumar K. S., Van Swygenhoven H., Suresh S.: Mechanical behavior of nanocrystalline metals and alloys, Acta Mat., 51, (2003), 5743-5774
• [13] Wei Q., Jia D., Ramesh K. T., Ma E.: Evolution and microstructure of shear bands in nanostructured Fe, Appl. Phys. Lett., 81, (2002), 1240-1242
• [14] Hays C. C., Kim C. P., Johnson W. L.: Microstructure controlled shear band pattern formation and enhanced plasticity of bulk metallic glasses containing in situ formed ductile phase dendrite dispersions, Phys. Rev. Lett., 84, (2000), 2901-2904
• [15] Jia D., Ramesh K. T., Ma E.: Effects of nanocrystalline and ultrafine grain sizes on constitutive behavior and shear bands in iron, Acta Mat., 51, (2003), 3495-3509
• [16] Carsley J. E., Fisher A., Milligan W. W., Aifantis E. C.: Mechanical behaviour of a bulk nanostructured iron alloys, Metali. Mater. Trans., A29, 2261-2271, 1998
• [17] Jia D., Ramesh K. T., Ma E., Lu L., Lu K.: Compressive behaviour of an electrodeposited nanostructured copper at quasistatic and high strain rates, Scripta Mater., 45, 613-620, 2001
• [18] Fan C., Inoue A.: Preparation and mechanical properties of Zr-based bulk nanocrystalline alloys containing compound and amorphous phases, Mater. Trans. JIM 39, 1001-1006, 1998
• [19] Pęcherski R. B., Nowak Z., Perzyna P.: Lepkoplastyczny model deformacji nanometali z uwzględnieniem udziału pasm ścinania w przygotowaniu
• [20] Pęcherski R. B.: Macroscopic effects of micro-shear banding in plasticity of metals, Acta Mech., 131, (1998), 203-224
• [21] Pęcherski R. B., Korbel K.: Plastic strain in metals by shear banding. I. Constitutive description for simulation of metal shaping operations, Arch. Mech., 54, (2002), 643-660
• [22] Nowak Z., Pęcherski R. B.: Plastic strain in metals by shear banding. II. Numerical identification and verification of plastic flow law accounting for shear banding, Arch. Mech., 54, (2002), 661-673
• [23] Nalepka K., Pęcherski R. B.: Fizyczne podstawy energetycznego kryterium wytężenia monokryształów, 311—316, XXX Szkoła Inżynierii Materiałowej, J. Pacyna (ed.), AGH, Kraków, 2002
• [24] Nalepka K., Pęcherski R. B.: Energetyczne kryteria wytężenia. Jak obliczać graniczne energie z pierwszych zasad, Rudy i Metale Nieżelazne, R48, (2003), 533-536
• [25] Nalepka K. T.: Fizyczne podstawy energetycznego kryterium wytężenia dla materiałów anizotropowych na przykładzie monokryształu miedzi, praca doktorska, Katedra Wytrzymałości Materiałów, Instytut Mechaniki Budowli, Wydział Inżynierii Lądowej Politechniki Krakowskiej, Kraków 2005
• 26] Kim H. S., Estrin Y., Bush M. B.: Plastic deformation behayiour of fine-grained materials, Acta Mat., 48, (2000), 493-504
• [27] Donovan P. E.: A yield criterion for Pd40Ni40P20 metallic glass, Acta Metali., 37, (1989), 445-456
• [28] Wang B., Xiao Z. M.: Nonlinear microstructural constitutiye equation of nanocrystalline metals, Acta Mech., 173, (2004), 207-222
• [29] Burzyński W. T.: Studjum nad hipotezami wytężenia, Nakładem Akademji Nauk Technicznych, Lwów, 1928 (także dzieła wybrane, 1.1, 67-257, PWN, Warszawa 1982)