Ви є тут

Закономерности и механизмы диффузионно-контролируемых процессов в наноструктурированных материалах на основе титана и ниобия

Автор: 
Голосов Евгений Витальевич
Тип роботи: 
кандидатская
Рік: 
2009
Кількість сторінок: 
200
Артикул:
138079
179 грн
Додати в кошик

Вміст

Содержание
Введение..............................................................4
1. Структурно-фазовые превращения и свойства металлических материалов с развитой системой внутренних поверхностей раздела..................11
1.1 .Закономерности диффузионно-контролируемых процессов на межслойных границах в металлических многослойных структурах 11
1.1.1. Взаимная диффузия и формирование фаз в диффузионной зоне.... 13
1.1.2. Пути ускоренной диффузии. Диффузия по границам зерен......17
1.1.2.1. Диффузия вдоль изолированной границы зерен (модель Фишера)....................................................19
1.1.2.2. Классификация режимов зернограничной диффузии в поликристаллах по Харрисону'...............................21
1.1.3. Диффузия по мигрирующим границам зерен ("холодная
гомогенизация")..................................................23
1.1 .4. Диффузионные барьеры.....................................25
1.2.Объемные субмикрокристаллические и наноструктурные материалы 29
1.2.1. Методы формирования субмикрокристаллнчсского и наноструктурного состояний в металлах и сплавах...............29
1.2.2. Влияние "размерного эффекта" на свойства материалов.......42
1.2.3. Особенности диффузии......................................52
1.3.Диффузионные процессы и фазовые равновесия в системах МЬ-ТьСи 58
2. Постановка задач исследований.....................................78
3. Обоснование выбора материалов и методов исследований..............86
3.1. Методические вопросы экспериментального исследования взаимной диффузии в многослойных композитах с наноразмерной толщиной слоев...................................................86
3.1.1. Метод поперечных срезов и приготовление тонких фольг с использованием сфокусированного ионного пучка...................87
2
3.1.2. Локальность энергодисперсионного микроанализа............101
3.1.3. Идентификация фаз с помощью методов анализа дифракции обратно рассеянных электронов и энергодисперсионного анализа.105
3.2. Материалы и методики исследовании...........................110
4. Закономерности диффузионно-контролируемых процессов в многослойных нанокомпозитах (на примере системы СЧпТпМЬ).............116
4.1.Фазообразование и рост интерметаллических соединений в системе Си-
Т1 ................................................................116
4.2.Особенности фазообразования в системе Си-МЫЧ...................131
4.3.Деградация барьерного слоя ниобия в многослойном композите системы Си-МЬ-ТПМЬ, связанная с зернограничиой диффузией меди......139
5. Формирование субмикрокристаллического и наноструктурного состояний и их влияние на механические свойства титановых сплавов..............149
5.1.Параметры субмикрокристаллического и наноструктурного состояний
в титановых сплавах............................................... 149
5.2.3акономерности и механизмы пластической деформации титановых
сплавов в субмикрокристаллическом и наноструктурном состояниях.....159
Выводы...............................................................167
Приложение: Свойства титановых сплавов медицинского и технического назначений в субмикрокристаллическом и наноструктурном состояниях... 169 Приложение: Макронапряжения и их релаксация в
субмикрокристаллическом состоянии....................................172
Литература...........................................................182
3
Введение
В поликристаллических мелкозернистых и ультрам елкозернистых металлах и сплавах наличие развитой системы внутренних поверхностей раздела (границ зерен, субзерен, вторичных фаз п других) во многом определяет комплекс их механических, физико-химических и других свойств [1,2]. В последние годы активно разрабатываются и исследуются объемные субмикрокрпсталлические (СМК) и наноструктурные (НС) металлы, сплавы и композиты на их основе, полученные воздействием большими (интенсивными) пластическими деформациями в сочетании с традиционными методами механико-термической обработки. В соответствии с принятой терминологией к СМК материалам относятся металлы и сплавы с размером зерен в интервале 102-103 нм, а к НС - с размером зерен менее 100 нм. Однако во многих случаях в структуре металлов и сплавов при среднем размере зерен в несколько сот нанометров доля наноразмерных зерен (диаметром менее 100 нм) может составлять единицы пли десятки процентов. При этом именно наличие наноразмерных зерен определяет проявление уникальных механических, физических и других свойств. В связи с этим, на наш взгляд, к НС металлам и сплавам можно относить такие материалы, у которых наблюдается проявление уникальных свойств, связанных со значительной (десятки процентов) долей наноразмерных зерен в их структуре. Интерес к СМК и НС материалам обусловлен прежде всего их физико-химическими и механическими свойствами, существенно отличающимися от соответствующих для обычных ультрамелкозернистых (размер зерен 1-10 мкм) и тем более от крупнозернистых (размер зерен более 10 мкм) поликристаллов. В частности, металлы и сплавы в наноструктурном состоянии обладают высокой прочностью при сохранении удовлетворительной или даже, в некоторых случаях, более высокой
пластичности, чем в мелкозернистом состоянии. В них наблюдается низкотемпературная и/или высокоскоростная сверхпластичность [3-7]. Указанные свойства СМК и НС металлов и сплавов определяют широкую перспективу для их практического применения. Вместе с тем в таких материалах изменяются фундаментальные, обычно структурно-нечувствительные свойства, такие как упругие модули, температуры Кюри и Дебая, удельная теплоемкость и другие [3]. Установлено, что в СМК и НС металлах, полученных воздействием пластической деформацией, коэффициенты зернограничной диффузии на несколько порядков величины выше по сравнению с соответствующими для индивидуальных границ зерен (ГЗ) или ГЗ в крупнозернистых поликристаллах или бикристаллах [8-13]. Увеличение коэффициентов диффузии в обсуждаемом состоянии приводит к высокой чувствительности такой структуры к воздействию внешней среды. Так, например, наличие диффузионных потоков примеси с поверхности в глубь СМК и НС металлов вызывает значительное увеличение скорости их ползучести и деформации до разрушения [14.15]. Тем самым процессы зериограничной диффузии играют определяющую роль в формировании структурно-чувствительных свойств такнх материалов, что связано с большой протяженностью и высокой диффузионной проницаемостью их границ зерен.
Целенаправленное использование контролируемых диффузионных
процессов лежит в основе получения и управления свойствами не только
конструкционных, но и многих функциональных наноматериалов. К таким
материапам, в частности, относятся так называемые наноламинаты,
представляющие многослойные металлические сверхпроводники системы
медь-ниобий (сплав на основе ниобия) с наноразмерной толщиной слоев.
Такие материалы получают вакуумной диффузионной сваркой в сочетании с
многократной прокаткой. Наиоламипаты представляют собой новый класс
наноструктурных материалов. Их механические и физические свойства, а
также закономерности и кинетика фазовых и структурных превращений,
5
протекающих на поверхностях раздела разнородных металлов во многом определяется особенностями протекания диффузионных процессов. В связи с этим оптимизация технологии получения наноламинатов требует изучения закономерностей и механизмов диффузионно-контролируемых процессов, фазовых и структурных превращении на межслойных границах в системах с различной степенью растворимости и характером взаимодействия компонентов, составляющих многослойный ианокомиозит. Процессы взаимной диффузии приобретают особую значимость при переходе к толщинам слоев в нанодиапазоне размеров. Это связано с увеличением объемной доли и степени неравновесности межзеренных и межфазных границ, коэффициенты диффузии по которым могут, как отмечалось выше, значительно превышать соответствующие для индивидуальных границ или границ зерен в крупнозернистых материалах.
Другим известным объектом многочисленных исследований, в которых
установлена важная роль диффузионно-контролируемых процессов,
являются титан и титановые сплавы в СМК и НС состояниях. В связи с тем,
что решение задачи улучшения служебных характеристик и возможность
оценки ресурса работы СМК и НС титановых сплавов в реальных условиях
эксплуатации требует, прежде всего, рассмотрения проблемы термической
стабильности указанных состояний и разработки способов торможения
процессов возврата и рекристаллизации. Уменьшение температуры начала и
ускоренное развитие указанных процессов, особенно в НС состоянии,
обусловлено большой избыточной энергией, связанной, как отмечалось
выше, с развитой системой внутренних поверхностей раздела, главными из
которых являются границы зерен. Последние являются неравновесными
дефектами в поликристаллическом материале и обладают существенно
большей энергией по сравнению с объемом зерен. Традиционно данная
проблема рассматривается с точки зрения выявления роли энергии и
подвижности границ зерен в условиях наличия зернограничных сегрегаций,
либо мелкодисперсных вторичных фаз в объеме и на границах зерен [16]. В
6
результате многочисленных исследований были установлены два основных механизма подавления роста зерен: уменьшение подвижности ГЗ за счет взаимодействия с частицами дисперсных фаз, атомами примесей или уменьшение энергии границ зерен (а значит и движущей силы роста зерен) при сегрегации на них малорастворимых примесей. Запасенная в результате формирования субмикрокристаллического и наноструктурного состояний воздействием интенсивной пластической деформацией энергия приводит к тому, что полуфабрикаты с СМК и НС структурой характеризуются высокими внутренними напряжениями, источниками которых являются границы зерен деформационного происхождения, дислокации и дислокационные субграницы. Наличие таких напряжений увеличивает трудоемкость получения изделий и может приводить к их короблению, а также является серьезным препятствием для их последующего применения. Однако в литературе этот вопрос ранее подробно не исследовался.
В связи с изложенным выше, для разработки и реализации на практике оптимальных режимов формирования наноструктуры в различных материалах, получения нанокомпозитов и анализа закономерностей деградации их структуры в реальных условиях эксплуатации большое значение имеет понимание особенностей механизмов диффузионноконтролируемых процессов в таких материалах в реальных условиях экусплуатации.
Целью работы является исследование закономерностей и физических механизмов диффузионно-контролируемых процессов фазовых и структурных превращений в многослойных композитах, в том числе с наноразмерной толщиной слоев (наноламинатов) и объемных металлических материалов, измельчение элементов структуры в которых досгигается воздействием пластической деформацией.
Научная новизна. 1. На примере многослойного наиокомпозита системы Си-Т1 выявлена определяющая роль диффузионного массопереноса
7
по границам зерен в процессе роста интерметаллических фаз на межслойной границе.
2. Установлено, что диффузионный поток атомов меди по границам зерен ниобия в многослойном нанокомпозите системы Си-ЫЬ-ПМЬ приводит к активированной рекристаллизации ниобия. На основании экспериментальных данных проведены оценки коэффициентов и энергии активации зернограничной диффузии меди в ниобии.
3. Прямыми экспериментальными исследованиями показано, что в субмикрокристаллическом нелегированном титане (сплав ВТ1-0) при комнатной температуре реализуется механизм высокотемпературной деформации - зернограничное проскальзывание.
Практическая значимость работы. Результаты фундаментальных и прикладных исследований закономерностей диффузионно-контролируемых процессов в многослойных композитах систем Си-Т*1, Си-'ПМЬ и Си-МЬ-ПЫЬ могут быть использованы при разработке и оптимизации технологического процесса создания ленточных многослойных сверхпроводников с наноразмерной толщиной слоев (ианоламинатов).
Выявленные особенности формирования субмикрокристаллического и наноструктурного состояний, и установленные режимы реализации полного снятия внутренних напряжений при сохранении СМК и НС структуры, используются в технологическом цикле получения полуфабрикатов (длинномерных прутков, пластин) из нелегированного титана (сплав ВТ1-0) медицинского назначения, используемых для изготовления костных имплантатов.
Положения, выносимые на защиту:
1. Закономерности диффузионно-контролируемых процессов образования интерметаллических фаз на межслойных границах в многослойном композите системы Си-Ть Определяющая роль зернограничного диффузионного массоперсноса в процессе роста
рассматриваемых фаз в многослойном композите системы Си-Т1ЫЬ.
8
2. Контролирующий физический механизм роста интерметаллидной фазы Cu4Ti3, связанный с се прерывистым выделением. Экспериментально измеренные значения параметров зернограничнон диффузии меди в наноразмерных слоях ниобия в системе Cu-Nb-TiNb.
3. Экспериментально установленная на наномасштабном уровне возможность проявления в субмикрокристаллическом титане (сплав ВТ 1-0) высокотемпературного механизма деформации - зернограничного проскальзывания в условиях растяжения при низких гомологических температурах (Т- 0,15 Тт).
Апробация работы. Основные результаты проведенных исследований докладывались и обсуждались на следующих международных и всероссийских конференциях и семинарах: «Инновационные исследования в сфере критических технологий», Белгород, 2007 г.; Ill Международной школе - конференции «Физическое материаловедение. Наноматериалы технического и медицинского назначения», Тольятти, 2007 г.; 6
Всероссийской школе-конференции «Нелинейные процессы и проблемы самоорганизации в современном материаловедении (индустрия наносистем и материалы)», Воронеж, 2007 г.; IV Всероссийской конференции молодых ученых «Физика и химия высокоэнергетических систем», Томск, 2008 г.; 4th International Conference on Nanomaterials by Severe Plastic Deformation NanoSPD4, Гослар, 2008; VIII Всероссийской конференции «Физико-химия ультрадиспсрсных (нано-)систем», Белгород, 2008; Международном форуме по нанотехнологиям 08, Москва. 2008 г.; Международной конференции «Ti -2009 в СНГ», Одесса, 2009 г.
Публикации. Основное содержание диссертации отражено в 11 печатных работах, опубликованных в научных и научно-технических журналах, сборниках трудов конференций (из них 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК) в числе которых 1 коллективная монография.
Личный вклад автора в проведение исследований и получение
результатов является определяющим. Все результаты, приведенные в
9
диссертации, получены либо самим автором., либо при его непосредственном участии.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, двух приложений и списка цитируемой литературы, включающего 176 наименований. Диссертация содержит 200 страниц, ИЗ рисунков и 17 таблиц.
10
1. Структурно-фазовые превращения и свойства металлических материалов с развитой системой внутренних поверхностей раздела.
1.1. Закономерности диффузионно-контролируемых процессов на межсловных границах в металлических многослойных структурах
Создание и эксплуатация многослойных гетеросистем, состоящих из разнородных металлов, во многом основаны на использовании диффузионноконтролируемых процессов, которые играют огромную роль в формировании материалов с заранее заданными свойствами. В частности с протеканием диффузии связан целый ряд важнейших в практическом отношении процессов в металлах и сплавах, позволяющих придавать им пластические и упругие свойства [17]. С другой стороны, диффузионными процессами определяется и множество негативных явлений, приводящих к изменению свойств материалов, например к потере прочности и пластичности, преждевременному разрушению, деградации структуры и других при повышенных, в ряде случаев и при комнатной температурах.
Это обусловлено тем, что на межслойных границах межу двумя
разнородными материалами могут протекать диффузионные процессы со
скоростями, на несколько порядков величины превышающими
соответствующие для объема материалов. В первую очередь к ним
необходимо отнести взаимную диффузию с образованием твердого раствора
для бесконечно растворимых друг в друге металлов, а в некоторых случаях с
возникновением новых фаз: твердых растворов существующих в
ограниченном интервале концентраций, интерметаллидов, имеющих либо
строго фиксированный, либо переменный состав, существуя в некоторой
ограниченной области концентраций. Во многом, подавление этих процессов
осуществляется тем, что эксплуатация или создание таких материалов
реализуется при температурах, когда коэффициенты взаимной диффузии
И
имеют чрезвычайно низкие значения, при которых взаимное проникновение компонентов не превышает нескольких атомных расстояний. Однако и в этом случае нельзя исключить возможность реализации диффузионных потоков примесных атомов по внутренним поверхностям раздела, главными из которых в поликристаллах являются границы зерен [1,18.]. Эти процессы могут также приводить к деградации структуры и свойств, при температурах, когда объемная диффузия практически "заморожена”. С созданием нового класса материалов - наноматериалов, исследование закономерностей и механизмов диффузии по границам зерен приобретает особое значение. Это связано, прежде всего с тем, что в отличие от крупнозернистых материалов протяженность ГЗ в НС материалах существенно выше. Таким образом, являясь путями ускоренной диффузии ГЗ ответственны за поведение многих материалов в режиме средних температур. Несколько меньшее влияние, чем границы зерен, на развитие взаимной диффузии имеют дефекты кристаллического строения, такие как дислокации. Диффузионная проницаемость вдоль дислокационных ядер существенно выше, чем в кристаллической решетке за счет ее искажений вблизи дислокации.
Чрезвычайно высокий интерес представляют процессы, возникающие в поликристаллических агрегатах при зернограничной диффузии. В связи с тем, что многие процессы могут либо быть инициированы диффузией по ГЗ, либо ускоряться ею [1]. Примером таких процессов являются инициированная диффузией миграция границ зерен (ИДМГЗ), прерывистое выделение или прерывистый распад, зерногранпчное проскальзывание (ЗГИ). Было также обнаружено, что потоки примесных атомов по ГЗ ответственны за снижение температуры рекристаллизации - активированная рекристаллизация (АР).
На практике, для предотвращения нежелательного диффузионного взаимодействия в материалах, состоящих из разнородных металлов и сплавов, применяют диффузионные барьеры, представляющие собой обычно
12
слой металла или сплава, который не содержит быстро диффундирующих в контактирующие металлы атомов и не взаимодействует с ними.
Таким образом диффузионно-контролируемые процессы играют важнейшую роль в осуществлении значительного числа процессов, ответственных за стабильность структуры и свойств используемых в практике материалов. В связи с этим представляет интерес обсудить некоторые закономерности диффузионно-контролируемых процессов в поли кристаллических материалах при наличии межслойной границы между разнородными материалами с различной степенью взаимной растворимости.
1.1.1. Взаимная диффузия и формирование фаз в диффузионной зоне
В общем случае под диффузией обычно понимают процесс перераспределения вещества в пространстве и во времени в результате тепловой миграции атомов [17]. Перенос вещества из области с высокой концентрацией в область с низкой концентрацией, связан с различными факторами, такими как градиенты давления и температуры, магнитного и электрического полей, напряжений и химических потенциалов [17]. В большинстве практических случаев вместо химического потенциала используется концентрация (С). Если пренебречь вкладами всех факторов, кроме градиента концентрации, то поток компонента ^), вызываемый диффузией можно выразить в виде:
о.!)
J = -D
\
дхг
Это закономерность, эмпирически найденная в середине 19-го века и получившая название первого закона Фика, показывает, что плотность потока вещества У(1/м2с) пропорциональна коэффициенту диффузии Дм2/с) и градиенту концентрации, а знак минус в правой части, что поток направлен в сторону уменьшения концентраций. При условии установившегося потока,
поток J не зависит от времени и остается тем же самым в любой плоскости вдоль направления диффузии.
При наличии направленного диффузионного потока, концентрация диффундирующего вещества в микрообъеме со временем изменяется и это изменение должно быть согласовано с уравнением непрерывности потока:
^ г дС Л
Ш\\1 4-----— 0 (] 04
д( > V-*)
в случае одномерной задачи:
ЭС _ дJ
д1 ~ дх■ (1'3)
Подставляя выражение (1.3) в (1.1) следует уравнение, называемое вторым законом Фит:
дС д(^дС\ дОдС д2С
+ £>-
д/ дх ) дх дх дх2 '
Если коэффициент диффузии не зависит от координат, то уравнение (1.4)
принимает вид:
дс = а2с
а а*2- (!-5)
Второй закон Фика показывает изменение концентрации диффундирующего вещества в отдельных слоях, перпендикулярных направлению диффузии в зависимости от времени. С помощью уравнений Фика можно описывать взаимную диффузию при постоянных давлении и температуре.
Теория взаимной диффузии, основанная на допущении локальной квазиравновссности распределения вакансий [19], впервые была развита Даркеном [20] в 1948 году. Исходными для построения теории взаимной диффузии является учет вакансионного механизма диффузии и соотношения:
эс,
дх
І в ~
14
Ч
дСв_
дх
(1.6)
Диффузионная подвижность атомов различных сортов должна определяться несовпадающими парциальными коэффициентами диффузии, то есть при Д*>А? поток атомов сорта (А) через поверхность исходного контакта будет больше, чем встречный поток атомов сорта (В). Вследствие неравенства потоков при вакансионном механизме в диффузионной зоне со стороны тела (А) будут возникать избыточные вакансии. Которые могут либо уходить за пределы образца, либо, коагулируя, образовывать макроскопические поры, либо поглощаться дислокациями, имевшимися в образце или возникающими в процессе взаимной диффузии; в результате этого первоначальная, плоскость раздела между образцами перемещается в сторону тела (А).
Неравенство парциальных коэффициентов диффузии приводит наблюдаемому на опыте эффекту', называемому эффектом Киркендапла. При этом эффекте при изотермическом отжиге наблюдается смещение инертных меток из первоначального положения, это указывает на смещение кристаллических слоев как целого. Этот эффект указывает на существующий поток вакансий в процессе взаимной диффузии. Маннинг [21,22] установил наличие "ваканс ионного ветра". То есть наличие потока вакансий
приводящего к увеличению парциальных коэффициентов быстро диффундирующего компонента и к уменьшению медленно
диффундирующего компонента. Вклад вакансий может оказаться весьма значительным, особенно для медленно диффундирующего компонента.
Описание процесса взаимной диффузии в системе, которая по диаграмме состояний, содержит несколько фаз немного сложнее. С
физической точки зрения внутри фазы описание процесса то же самое.
Однако интенсивность диффузионных процессов в фазе определяется не только локальными условиями, но и условиями вне фазы [23,24].
При взаимной диффузии между металлами бесконечно растворимыми
друг в друге с формированием твердого раствора, концентрационные кривые
имеют плавный вид (рис. 1.1). Особенностью диффузионной зоны,
состоящей из нескольких фаз, сформировавшихся в процессе взаимной
15
диффузии, является то, что на границах между фазами величина концентрации терпит скачки (концентрационная кривая представляет собой кусочно-непрерывную функцию) как показано на рис. 1.1 [25].
Рис. 1.1 Концентрационные кривые при взаимной диффузии в бинарных
системах.
В пределах двухфазной области составы соответствующих фаз постоянны и градиент концентрации в пределах каждой из них равен нулю. Поэтому, фаза может расти в результате диффузии только в том случае, если ей на диаграмме состояния отвечает область гомогенности, внутри которой может возникнуть градиент концентрации. В соответствии с уравнением Фика (1.1), считая, что движущей силой диффузии является градиент концентрации, диффузия через стехиометрическое химическое соединение, строго говоря, невозможна. Но обычно это правило не выполняется, так как всегда имеется небольшая область растворимости или действуют другие градиенты [26].
16
1.1.2. Пути ускоренной диффузии. Диффузия по границам зерен
Особое значение при взаимной диффузии в кристаллических материалах имеют дефекты кристаллического строения, такие как дислокации и границы зерен. Являясь путями ускоренной диффузии, они определяют массоперенос в режиме средних температур, когда объемная диффузия практически “заморожена”. Это связано с тем, что объемная диффузия в металлах и сплавах обеспечивается атомными дефектами, такими как вакансии и междоузельные атомы, а скачки атомов вдоль ядер дислокаций, границ зерен и свободных поверхностей много больше, чем в кристаллической решетке.
На рис. 1.2 схематически проиллюстрирован массоперенос, контролируемый диффузией вдоль свободной поверхности, границы зерен и ядра дислокации [24].
зерен
Рис. 1.2 Схематическая иллюстрация путей ускоренной диффузии в твердом
теле.
Пути ускоренной диффузии представляют интерес с научной и практической точек зрения, в связи с тем, что, например, зернограничная диффузия, как было отмечено ранее, играет ключевую роль в поликристаллических материалах, при температурах ниже 0.6ТПЛ (Тщ, -температура плавления), особенную роль это приобретает в последнее время с развитием исследований и созданием субмикрокристаллических и наноструктурных материалов, в которых протяженность ГЗ значительно превышает соответствующую для крупнозернистых материалов.
свободная _ поверхность
17
Наименьшее значение диффузионной проницаемости соответствует диффузии в кристаллической решетке (или в объеме зерна), это обусловлено наибольшими ограничениями для перемещения точечных дефектов и атомов. В этом отношении, из-за искажений кристаллической решетки вдоль дислокации, ограничений для перемещения атомов и вакансий меньше и поэтому диффузионная проницаемость вдоль ядер дислокаций превышает соответствующую в кристаллической решетке. Большеугловые границы с их менее плотно упакованной структурой позволяют еще более быстро перемещаться атомам при диффузионном проникновении. Согласно этому, иерархия между диффузионной проницаемостью в решетке, вдоль ядер дислокаций, границ зерен, и свободной поверхности будет выглядеть следующим образом [24]:
0<0д<йп<0п (1.7)
где £> - коэффициент объемной диффузии, Од - коэффициент диффузии вдоль ядра дислокации, Оп ~ коэффициент зернограничной диффузии, Оп -коэффициент диффузии вдоль свободной поверхности.
Соответственно энергии активации указанных процессов будут иметь обратное соотношение [24]:
Н>НД >Ип>Нп (1.8)
где Н - энергия активации объемной диффузии, Нд - энергия активации диффузии вдоль ядра дислокации, Нгз - энергия активации зернограничной диффузии, Н[у - энергия активации диффузии вдоль свободной поверхности Данные рассуждения являются чрезвычайно важными при рассмотрении субмикро- и нанокристаллических материалов, полученных воздействием большими/интенсивными пластическими деформациями, речь о которых пойдет ниже. Отметим только, что такие материалы, полученные деформационным воздействием, в силу особенностей структуры обладают значительной протяженностью границ зерен и высокой плотностью дислокаций. Которые, являясь путями ускоренной диффузии, особенно в
18