Выпуски УФМ »  Том 10, выпуск 1

Современные тенденции развития физики лёгких металлов

В. Г. Ткаченко

Институт проблем материаловедения им. И. Н. Францевича НАН Украины, ул. Академика Кржижановского, 3, 03142 Киев, Украина

Получена: 17.11.2008. Скачать: PDF

Обобщены результаты оригинальных теоретических и экспериментальных исследований в области физики прочности, микро- и нанотекучести, кинетики и механизма примесного охрупчивания наиболее легких металлов с ГПУ-решеткой ⎯ бериллия и магния, а также алюминия и титана. Часть из них связана с научным наследием выдающихся физиков – академиков В. Н. Гриднева и А. А. Смирнова. Дан краткий анализ существующих подходов к проблеме низкотемпературной хрупкости и хрупкой прочности, основанных на силовых (атермических) критериях зарождения разрушения. Рассмотрен новый подход к оценке механических свойств ГПУ-металлов, учитывающий атермический и термически активированный вклады на субкритической стадии стабильного роста и взаимодействия структурных дефектов. В терминах разработанной дислокационной теории температурной зависимости истинного разрушающего напряжения и термоактивационного анализа микротекучести, предшествующей и сопутствующей распространению разрушения, построена новая принципиальная (обобщенная) схема квазихрупкого перехода. Исследованы открытые системы с частично нарушенным дальним порядком и отклонением от классического (аррениусовского) поведения, вызванными сменой механизма диффузии и кластеризацией структуры (ГПУ-Ti—H, ГПУ-Be—C). Разработаны физические принципы прецизионного легирования для in situ объемной нанокластеризации структуры конденсированных металлических систем (расплавов и их твердых растворов, пересыщенных избыточными вакансиями). На этой основе решена физическая проблема и установлена природа радикального повышения квантового выхода фотоэмиссии ГПУ-Mg и ГЦК-Al в УФ-области спектра. Разработан класс перспективных фотоэмиссионных материалов на основе металлических систем сплавов Mg−Ba−Li и Al−Li−Ba, предназначенных для импульсных фотоэлектронных инжекторов лазеров на свободных электронах и технологических электронных ускорителей нового поколения. Указаны новые области применения легких металлов и их сплавов, содержащих нанокластеры с собственной электронной структурой.

Ключевые слова: прочность, квазихрупкое разрушение, нанокластер, фотоэмиссия.

PACS: 61.72.jd, 62.20.Hg, 62.20.M-, 62.23.Pq, 66.30.J-, 79.60.Jv, 81.40.Np

Citation: V. G. Tkachenko, Contemporary Trends of the Development of Physics of Light Metals, Usp. Fiz. Met., 10, No. 1: 103—130 (2009) (in Russian), doi: 10.15407/ufm.10.01.103

Цитированная литература (44)  
  1. В. И. Владимиров, Ш. Х. Ханнанов, ФММ, 30, № 3: 490 (1970).
  2. В. И. Владимиров, Физическая природа разрушения металлов (Москва: Металлургия: 1984).
  3. Н. С. Журков, Неорганические металлы, 3, № 10: 1767 (1973).
  4. В. Р. Регель, А. И. Слуцкий, Э. Б. Томашевский, Кинетическая природа прочности твердых тел (Москва: Наука: 1974).
  5. А. В. Степанов, Основы практической прочности кристаллов (Москва: Наука: 1974).
  6. Ю. Я. Мешков, Физические основы разрушения стальных конструкций (Киев: Наукова думка: 1981).
  7. В. И. Ладьянов, И. А. Новохатский, С. В. Логунов, Металлы, № 2: 3 (1995).
  8. В. И. Архаров, И. А. Новохатский, ДАН СССР, 185, № 5: 1069 (1969).
  9. И. А. Новохатский, В. И. Архаров, В. Ладьянов, ДАН СССР, 185, № 5: 1069 (1969).
  10. И. В. Мелихов, Неорганические материалы, 36, № 3: 350 (2000).
  11. Nanophase Matеrials: Synthesis–Properties–Application. NATO–ASI Ser. E. Vol. 260 (Eds. G. C. Hadjipanayis and R. W. Siegel) (Dordrecht: Kluwer: 1994).
  12. В. С. Иванова, Введение в междисциплинарное наноматериаловедение, (Москва: Сайнс-Пресс: 2005).
  13. А. П. Шпак, Ю. А. Куницкий, В. Л. Карбовский, Кластерные и наноструктурные материалы (Киев: Академпериодика: 2001).
  14. V. G. Tkachenko, I. N. Maksimchuk, P. Yu. Volosevich et al., High Temperature Materials and Processes, 25, Nos. 12: 97 (2006).
  15. Н. К. Лашук, В. Г. Ткаченко, В. И. Трефилов, ДАН СССР, 258, № 5: 1103 (1981).
  16. А. А. Смирнов, Теория сплавов внедрения (Москва: Наука: 1970).
  17. А. А. Смирнов, Теория диффузии в сплавах внедрения (Киев: Наукова думка: 1982).
  18. В. Н. Бугаев, В. А. Татаренко, Взаимодействие и распределение атомов в сплавах внедрения на основе плотноупакованных металлов (Киев: Наукова думка: 1989).
  19. В. Н. Бугаев, Н. С. Косенко, В. А. Татаренко, В. Г. Ткаченко, В. И. Трефилов, ДАН СССР, 276, № 5: 1098 (1984).
  20. В. Н. Бугаев, Н. К. Лашук, В. А. Татаренко, В. Г. Ткаченко, Металлофизика, 8, № 5: 33 (1986).
  21. V. M. Bugaev, V. A. Tatarenko, C. L. Tsynman, B. Z. Yanchitskii, I. N. Maksimchuk, and V. G. Tkachenko, Int. J. Hydrogen Energy, 24, 135 (1999). Crossref
  22. В. Г. Ткаченко, И. Н. Максимчук, В. Н. Бугаев, Влияние водорода на концентрацию вакансий и физические свойства твердых растворов (Киев: 1999) (Препринт/НАН Украины. ИПМ № 1, 1999).
  23. V. G. Tkachenko, V. A. Tatarenko et al., Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 23, No. 3: 367 (2001).
  24. V. G. Tkachenko, B. G. Strongin, I. N. Maksimchuk et al., Int. J. Hydrogen Energy, 21, Nos. 1112: 1091 (1996).
  25. V. G. Tkachenko, I. I. Schulyak, A. V. Strutinsky et al., Hydrogen Materials Science and Chemistry of Metal Hydrides (Dordrecht, Netherlands: Kluwer Academic Publishers: 2002), p. 77. Crossref
  26. V. G. Tkachenko, I. N. Maksimchuk, P. Yu. Volosevich et al., High Temperature Materials and Processes, 25, Nos. 12: 97 (2006).
  27. V. G. Tkachenko, Strength Physics of Less-Common Metals and Their Alloys (London: Cambridge Int. Sci. Publish.: 2008).
  28. И. П. Суздалев, П. И. Суздалев, Успехи химии, 75, № 5: 715 (2006).
  29. С. А. Воронов, Л. П. Переверзева, Ю. М. Поплавко, Физическое материаловедение (Киев: НТУУ «КПИ»: 2004), ч. 1, с. 194.
  30. В. Н. Гриднев, В. И. Трефилов, Физико-химические исследования жаропрочных сплавов (Москва: Наука: 1968).
  31. A. N. Stroh, Adv. Phys., 24: 418 (1957). Crossref
  32. В. Г. Ткаченко, Физические основы формирования и восстановления механических свойств редких металлов, легких и прецизионных сплавов (Киев: ИПМ НАНУ: 1996).
  33. В. Г. Ткаченко, И. Н. Максимчук, В. И. Трефилов, ДАН СССР, 320, № 2: 330 (1991).
  34. В. Г. Ткаченко, И. Н. Максимчук, В. И. Трефилов, ДАН СССР, 320, № 3: 615 (1991).
  35. В. Г. Ткаченко, И. Н. Максимчук, В. И. Трефилов, ДАН СССР, 320, № 4: 873 (1991).
  36. J. R. Moon, Powder Met., 33, No. 2: 114 (1990).
  37. В. Г. Ткаченко, ФММ, 52, № 3: 647 (1981).
  38. П. Ю. Волосевич, Дислокационные процессы при фазовых и структурных превращениях в сплавах железа (Автореф. дисс. … д.ф.-м.н.) (Киев: ИПМ НАН Украины: 2008).
  39. Y. Zhou, U. Erb, K. T. Aust, and G. Palumbo, Z. Metallkd., 94, No. 10: 1157 (2003). Crossref
  40. D. Wolf, V. Yamakov, S. R. Phillpot, and A. K. Mukherjee, Z. Metallkd., 94, No. 10: 1091 (2003). Crossref
  41. V. G. Tkachenko, V. A. Tatarenko, A. N. Malka et al., Металлофиз. новейшие технол., 23, № 3: 367 (2001).
  42. H.-I. Fecht, Z. Metallkd., 94, No. 10: 1134 (2003). Crossref
  43. H. van Swygenhoven, P. M. Derlet, Z. Budrovic, and A. Hasnaoui, Z. Metallkd., 94, No. 10: 1106 (2003). Crossref
  44. В. Г. Ткаченко, И. Н. Максимчук, А. И. Кондрашев, Успехи физ. мет., 5, № 3: 313 (2004).
Цитируется (4)
  1. V. G. Tkachenko, Strength Mater 45, 555 (2013).
  2. V. G. Tkachenko, K. H. Kim, B. G. Moon, O. I. Dekhtyar et al., Usp. Fiz. Met. 11, 249 (2010).
  3. V. G. Tkachenko, Usp. Fiz. Met. 17, 173 (2016).
  4. V. V. Kurylyak and G. I. Khimicheva, Usp. Fiz. Met. 18, 155 (2017).

© 2013–2018 «ИМФ НАН Украины»