Сравнительный анализ модуля Юнга нанотвёрдости в вискерах диборидов переходных металлов

• Видавець: Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України
• Дата: 2016
• Автор: Сичкар, С.М.
• Формат: Стаття
• Мова: Russian
• Опубліковано: Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України 2016
• Назва видання: Металлофизика и новейшие технологии
• Теми: Строение и свойства наноразмерных и мезоскопических материалов
• Онлайн доступ: http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/112638
• Цитувати: Сравнительный анализ модуля Юнга нанотвёрдости в вискерах диборидов переходных металлов / С.М. Сичкар // Металлофизика и новейшие технологии. — 2016. — Т. 38, № 11. — С. 1447-1461. — Бібліогр.: 9 назв. — рос.

Рассчитаны из первых принципов электронные структуры и фононные спектры для диборидов металлов: Hf, Sc, Zr, Ti. Показано, что для «толстых» нитевидных кристаллов (10—20 мкм) данные расчётов могут быть использованы при объяснении экспериментальных результатов по нанотвёрдости и модулям упругости, полученных методом наноиндентирования. В частности, дано теоретическое объяснение низкой твёрдости диборида скандия (H = 19 ГПа) при относительно высоком модуле упругости (Е = 440 ГПа). В силу специфики распределения его электронной плотности связь между атомами бора и скандия носит преимущественно ионный характер. Это делает возможным протекание пластической деформации (путём накопления дислокаций) по типу «скольжения» между слабо взаимодействующими плоскостями атомов бора и атомов скандия (они чередуются в кристалле). В этом и состоит объяснение низкой твёрдости для ScB₂. Такое же скольжение затруднено в остальных трёх диборидах (Zr, Ti, Hf) именно из-за сильной направленной ковалентной связи между атомами бора и атомами металлов.