Введение к работе
Актуальность работы. В настоящее время в физике прочности и пластичности выделяют четыре основных масштабных уровня: атомный с размерами 1+10 объемов атома; нанометровый - (0,01-=-10) мкм; структурный - (10 -f 200) мкм и макроскопический, на котором структурные неоднородности пластической деформации несущественны.
Наиболее изучены процессы ползучести и разрушения на микроскопическом и структурном уровнях. Исследования на нанометровом уровне в настоящее время проводятся широким фронтом при помощи электронной микроскопии, дифракции электронов и рентгеновских лучей, интерференционной микроскопии и т. д. Однако, метод сканирующей туннельной микроскопии (СГМ) для этой цели широко не использовался. Существует несколько работ, в которых были сделаны попытки использовать СТМ для исследования образования дефектов на поверхности Si, Ge, Си, MgO и аморфного сплава на основе железа [1- 6]. Однако, исследований дефектообразования на поверхностях чистых металлов в нагруженном состоянии при помощи этого метода не проводилось.
Целью работы является исследование образования и эволюции субмик-родефектов на поверхности нагруженных металлов при помощи туннельной микроскопии.
Научная новизна работы. Обнаружено, что на поверхностях механически полированных и отожженных образцах Си, Аи, Мо и Pd под нагрузкой образуются дефекты, имеющие вид отпечатка треугольной призмы с размерами от 5 до 22 нм. С течением времени линейные размеры дефектов растут и перед разрушением достигают микронных размеров. Этот процесс имеет автомодельный, скачкообразный характер.
Практическая ценность работы: Разработана методика исследования эволюции нанометровых дефектов на поверхности нагруженных металлов при помощи СТМ.
4 Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
-
На механически полированных и отожженных после полировки поверхностях металлов под нагрузкой образуются нанодефекты, имеющие вид отпечатка призмы с определенными для каждого металла размерами и углами при вершине.
-
С течением времени дефекты укрупняются. Этот процесс имеет скачкообразный характер: когда концентрация дефектов достигает максимального значения, часть из них рассасывается, а другая - увеличивает глубину в » 2-3 раза; концентрация новых, дефектов растет, достигает максимального значения и вновь уменьшается за счет рассасывания одних и укрупнения других и т. д. много раз до разрушения образца. Размеры дефектов изменяются кратно размерам наиболее мелкого "первичного" дефекта.
-
Дефекты образуются путем выхода дислокаций на поверхность по пересекающимся плоскостям скольжения.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на 23 Всесоюзном семинаре "Кинетика разрушения новых материалов" (Ленинабад, 1990 г.), на Первой Международной конференции "Актуальные проблемы прочности" (Новгород, 1994 г.), на 14 Международной конференции по прочности (Самара, 1995 г.), Inter, workshop on new approaches to Hi-Tech. materials 97. (St. Petersburg, 1997), на 1 Международном семинаре "Актуальные проблемы прочности" имени В.А. Лихачева и 33-ем семинаре "Актуальные проблемы прочности" (Новгород, 1997), на научных семинарах в С-Пб ГТУ, С-Пб ГУ и ФТИ им. А. Ф. Иоффе РАН.
Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 12 работах, перечень которых приведен в конце реферата.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения с общими выводами и списка цитированной литературы. Объем работы составляет 130 страниц, включая 57 рисунков, 7 таблиц и список литературы из 93 наименований.
