Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2019. 16, № 4

 

Тазиев Р.М. «Численное исследование свойств поверхностных акустических волн в монокристалле CaYAl3O7Фундаментальные проблемы современного материаловедения, 16, № 4, с. 460-464 (2019)

Технология поверхностных акустических волн (ПАВ) позволяет интегрировать обработку сигналов с функциями датчиков. До последнего времени ПАВ-сенсоры могли работать при комнатной температуре или в области температур 100–300°C. Задача, связанная с синтезом материалов, актуальна, если необходимо повысить рабочую температуру устройства на ПАВ до 1000°C. Новый пьезоэлектрический кристалл CaYAl3O7 относится к классу кристаллов с тетрагональной симметрией и обладает стабильным пьезоэлектрическим эффектом вплоть до температуры плавления ∼1630°C. В работе проведено численное моделирование свойств поверхностных акустических волн в монокристалле CaYAl3O7. Скорость волны, коэффициент электромеханической связи и угол отклонения потока энергии волны исследуются для различных срезов кристаллов CaYAl3O7. Показано, что ПАВ имеет максимальное значение коэффициента электромеханической связи (∼0,24%) для Z+60°-среза кристалла. Для случая Z-среза и направления распространения волны вдоль оси X+45°, коэффициент электромеханической связи ПАВ равен 0,2%. В обоих срезах кристалла отсутствует паразитная генерация объемных акустических волн встречно-штыревым преобразователем волны. Эти два среза кристалла CaYAl3O7 являются перспективными для использования в устройствах на ПАВ.

Фундаментальные проблемы современного материаловедения, 16, № 4, с. 460-464 (2019) | Рубрика: 06.13

 

Сунагатова И.Р., Семенов А.С., Баязитов А.М., Корзникова Е.А. «Динамика сверхзвуковых 2-краудионов в нелинейных двумерных решетках» Фундаментальные проблемы современного материаловедения, 16, № 4, с. 482-488 (2019)

Межузельный атом, помещенный в плотно упакованный атомный ряд, называется краудионом. Краудионы очень эффективно осуществляют массоперенос в кристаллической решетке, поскольку они являются весьма подвижными солитоноподобными объектами. Недавно было продемонстрировано, что один межузельный атом может двигаться вдоль плотно упакованного атомного ряда со сверхзвуковой скоростью в двух различных режимах, либо как классический 1-краудион, либо как 2-краудион. Разница в том, что в последнем случае два атома движутся с высокой скоростью одновременно, тогда как в первом случае только один атом имеет высокую скорость. Было показано, что 2-краудиону требуется меньше энергии для инициирования массопереноса, и он перемещается на большее расстояние, если у него та же энергия, что и у 1-краудиона. Важно сравнить эффективность массопереноса 2-краудионами в разных материалах. Материалы имеют разные свойства, потому что межатомные взаимодействия в них различны. В настоящей работе с использованием метода молекулярной динамики мы показываем, что наиболее важной характеристикой межатомных потенциалов, которая влияет на длину пробега краудиона, является энергия межатомной связи на расстоянии между двумя атомами, равном половине равновесного межатомного расстояния. Этот вывод обосновывается условием самофокусировки распространения сверхзвуковых краудионов, согласно которому скорость столкновения атомов не должна превышать значения, когда они приближаются друг к другу ближе, чем на половину межатомного расстояния. В качестве примера рассмотрен перенос массы 1- и 2-краудионами в двумерной треугольной решетке с потенциалами Морзе и Леннард–Джонса.

Фундаментальные проблемы современного материаловедения, 16, № 4, с. 482-488 (2019) | Рубрика: 05.10

 

Салита Д.С., Поляков В.В. «Акустическая эмиссия при пластической деформации эвтектического сплава Pb-Sn» Фундаментальные проблемы современного материаловедения, 16, № 4, с. 495-500 (2019)

Проведено исследование зависимости акустической эмиссии, формирующейся при статическом нагружении сплавов системы Pb-Sn. Концентрации компонентов системы были подобраны таким образом, чтобы соответствовать сплавам доэвтектического, эвтектического и заэвтектического состава. Структура сплавов характеризовалась наличием дисперсных включений свинца (доэвтектический сплав) или олова (заэвтектический сплав) в матрице, образованной равномерно чередующимися прослойками α- и β-фаз. Нагружение проводились по «жесткой» схеме с постоянной скоростью растяжения. В процессе испытаний регистрировались приложенная нагрузка и удлинение, по которым рассчитывались кривые деформационного упрочнения σ-ε., и среднеквадратичное значение напряжения акустической эмиссии U, представлявшееся в виде зависимостей U(ε). Полученные экспериментальные данные свидетельствовали о существенном изменении вида сигналов акустической эмиссии при изменении концентраций компонентов системы. Было установлено, что доэвтектический сплав характеризовался максимумом акустического излучения на стадии перехода к сильному пластическому течению и практическим отсутствием эмиссии пластическом течении. Это связано с относительно невысокой акустической эмиссией во включениях свинца и тем обстоятельством, что при росте пластической деформации движение дислокационных потоков тормозится α- и β-фазами эвтектической матрицы. Резкое уменьшение акустической эмиссии для сплава с эвтектической структурой связано с сильным тормозящим воздействием границ раздела прослоек из α- и β-фаз, не позволяющим сформироваться значительным дислокационным потокам. Деформация сплава с заэвтектической структурой сопровождалась появлением мощного максимума на зависимости U(ε), объясненного вкладом дисперсных включений олова, генерирующего при нагружении значительную акустическую эмиссию. Полученные результаты могут быть использованы при акустико-эмиссионном исследовании процессов пластической деформации и разрушения в двухфазных металлических сплавах эвтектического состава.

Фундаментальные проблемы современного материаловедения, 16, № 4, с. 495-500 (2019) | Рубрики: 05.04 14.04