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