Конспект лекцій з дисципліни «Формування структури та властивостей сучасних інстру ментальних матеріалів»

подобная «аномалия» механических свойств у нанома-
териалов объясняется особенностями их структуры, 
совокупностью раз-
мерных эффектов, характерных для материала в наносостоянии:
- 
существенным увеличением доли приповерхностных атомов
(это осо-
бенно актуально для дисперсных и кластерных структур), что вызывает ис-
кажения кристаллической решетки, приводит к эффективному стоку дефек-
тов кристаллической решетки и, в итоге, предопределяет особые поверхност-
ные эффекты механических свойств; 
- 
большой объемной долей границ зерен
, что наиболее ярко проявляется 
в объемных наноматериалах, где доля межзеренных границ составляет 
50…90 % при уменьшении размера зерна от 100 до 1 нм. Данная особенность 
структуры приводит к эффектам скопления дислокаций вблизи препятствий, 
которыми при уменьшении размеров зерен являются их границы, изменению 
механизмов прочности и пластичности в наноматериалах, обусловливает по-
вышение микротвердости; 
- 
совпадением размеров кристаллитов с «характерными» размерами 
для различных физических явлений и свойств
, что сказывается на изменении 
явлений теплопереноса, пластической деформации и т.д. 
Уникальной особенностью наноматериалов является то, что присущая 
им высокая прочность дополняется зачастую и высокой пластичностью или 
даже сверхпластичностью, т.е. достигается оптимальное сочетание свойств 
прочность-пластичность, рис.12. 

---

65 
65 
Рисунок 12 – Соотношение между прочностью
и пластичностью для сталей 
Уменьшение структурных элементов (размеров зерен) ниже критиче-
ских приводит к проявлению специфических недислокационных механизмов 
пластической деформации, т.к. благодаря малому размеру зерен вероятность 
появления подвижных дислокаций в зерне чрезвычайно мала. «Включается» 
особый механизм деформации в виде зернограничного некристаллографичес-
кого скольжения, уже при низких температурах конкурирующий с действием 
стандартного кристаллографического внутризеренного дислокационного 
скольжения и двойникования
.
Наряду с увеличением механических характеристик наблюдается также 
рост многих показателей эксплуатационных свойств наноматериалов, в част-
ности, износостойкости, что весьма важно для инструментальных материалов.