Головнев И.Ф.   Головнева Е.И.   Мержиевский Л.А.   Fomin V.  

Моделирование трансформации структуры нанокристалла при ударном нагружении

Reporter: Головнев И.Ф.

Настоящая работа посвящена молекулярно-динамическому исследованию изменения кристаллического строения наноструктуры при прохождения ударной волны, вызванной компрессионным воздействием в широком диапазоне внешних напряжений.
Было показано, что до определенного внешнего напряжения наблюдается упругий отклик наноструктуры на внешнее воздействие, а при его превышении начинаются пластические (необратимые) деформации.
Мезоанализ волновой картины позволил определить, что за упругим предвестником по кристаллу распространяется волна, в которой происходят необратимые изменения кристаллической структуры, или волна пластических деформаций.
Расчет распределения температуры и скорости центров масс мезообъемов в пространстве показал, что на фронте пластической волны наблюдается резкий скачок температуры примерно на 450 К, а затем она падает до 100 К и примерно одинакова по всей длине кристалла.
Расчет парной функции распределения в мезообъемах доказал образование множества дефектов, в том числе и аналогичных дислокациям.
Таким образом, показано, что существует предельная внешняя нагрузка, при достижении которой твердотельная наноструктура с идеальной кристаллической решеткой скачкообразно перестраивает механизм поглощения энергии.
Исследование кристаллической структуры показало, что состояние вещества в пластической волне соответствует жидкой фазе. Для этого состояния лучше пользоваться термином «аморфная фаза», т.к. температура вещества за фронтом волны составляет около 100 К. Охлаждение вещества после прохождения пластической волны до криогенных температур позволило выявить появление множества дефектов типа дислокаций на начальной стадии их зарождения.