Размерные эффекты,связанные с механическими свойствами наноматериалов

МИНОБРНАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Казанский национальный исследовательский технологический университет»

(ФГБОУ ВО КНИТУ)

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: Размерные эффекты нанообъектов

на тему: Размерные эффекты,связанные с механическими свойствами наноматериалов

Выполнил: студент гр.417-М5

                                                                                                                   Сафина Р.И.                      

«    » ноября 2018

Казань 2018

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………………………3

1 ИЗУЧЕНИЕ РАЗМЕРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК НАНОМАТЕРИАЛОВ …………………………………..……………………………..…....…..4

2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НАНООБЪЕКТОВ ……………………………………………………...……...…17

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………………………42

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……………………..…………………………………………...…..43

ВВЕДЕНИЕ

В последние годы термин «нанотехнология» стал очень популярным и даже  тривиальным. Развитие современной науки и техники находится на пути постоянного уменьшения размера устройств. Однако, при уменьшении размера устройства экономические издержки резко возрастают.

Возможность практического использования наноматериалов привела к изучению их механических свойств. Независимо от области применения, любой объект должен соответствовать определенным характеристикам. Механические характеристики определяют интерес к изучению проблем деформации и разрушения, также специфики разработок в области конструкционных материалов, работа которых определяется прежде всего уровнем механических свойств.

На сегодняшний день известно, в частности для металлов, что уменьшение размера нанообъекта ниже определенного порогового значения приводит к изменению физических свойств материала.

Нанокристаллические материалы обладают высокой твердостью и повышенную износостойкостью. Наибольшее количество работ посвящено изучению механических свойств наноматериалов, так как изначально интерес вызвали необычные механические свойства объектов. Особый интерес в настоящее время вызывает возможность получения комбинации высокопрочных и пластических свойств в наноматериалах.

1 ИЗУЧЕНИЕ РАЗМЕРНОЙ ЗАВИСИМОСТИ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК НАНОМАТЕРИАЛОВ

Одним из весомых направлений в изучении наноматериалов является исследование размерной зависимости механических свойств, таких как твердость, прочность, пластичность, упругость и др. При экспериментальном изучении механических свойств наноматериалов , собственно, предела прочности, твердости множества металлов (Pd, Cu, Ag, Ni и др.) было выявлено, что их  значения намного выше, чем в надлежащих крупнозернистых аналогах .

В этом разделе описаны механизмы наблюдаемых механических свойств материалов на наноуровне. Объяснения различных механизмов важны для обсуждения и понимания текущих исследований.

Пластическая деформация обусловлена ​​наличием или отсутствием наборов атомов, которые нарушают правильное расположение атомов в плоскостях решетки, называемых дислокациями.

В качестве примера поликристаллического материала на рисунке 1 показаны источники дислокаций в зерне. Дислокации происходят от границы зерна, внутренней части зерна, путем умножения существующих дислокаций во время нагружения и из геометрически необходимых дислокаций, генерируемых для размещения градиента деформации при наноиндентировании на низкой глубине проникновения.