Влияние облучения на динамическую неустойчивость дислокационного скольжения в металлах
В.В. Малашенко
ФГБНУ «Донецкий физико-технический институт имени А.А. Галкина»
DOI: 10.26456/pcascnn/2026.18.XXX
Оригинальная статья
Аннотация: В рамках теории динамического взаимодействия дефектов проанализировано надбарьерное движение краевых дислокаций в облучённом металле, который содержит радиационные точечные и наноразмерные дефекты (призматические дислокационные петли). Интенсивные внешние нагрузки порождают высокоскоростную деформацию облучённых металлов. В процессе высокоскоростной деформации дислокации разгоняются до высоких скоростей, их кинетическая энергия превосходит высоту потенциальных барьеров, которые порождаются структурными дефектами. При надбарьерном движении дислокаций энергия внешних воздействий переходит в энергию дислокационных колебаний. Этот механизм диссипации существенно отличается от механизма диссипации в области низких скоростей движения. Наличие щели в спектре колебаний дислокации оказывает существенное влияние на эффективность этого механизма. В данной работе рассматривается случай, когда щель порождается коллективным взаимодействием точечных радиационных дефектов. Получено аналитическое выражение, определяющее скоростную зависимость динамического предела текучести в облучённом металле. Предсказана новая область динамической неустойчивости дислокационного движения, обусловленная высокой концентрацией призматических дислокационных петель. Эта динамическая неустойчивость является причиной возникновения скачков пластической деформации. Получены аналитические выражения, определяющие границы области динамической неустойчивости. Выполнены численные оценки граничных значений.
Ключевые слова: облучённые металлы, дислокации, дислокационные петли, радиационные дефекты, высокоскоростная деформация
- Малашенко Вадим Викторович – д.ф.-м.н., профессор, главный научный сотрудник отдела «Теория кинетических и электронных свойств нелинейных систем», ФГБНУ «Донецкий физико-технический институт имени А.А. Галкина»
Ссылка для цитирования:
Малашенко, В.В. Влияние облучения на динамическую неустойчивость дислокационного скольжения в металлах / В.В. Малашенко // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2026. - Вып. 18. - С. __-__. DOI: 10.26456/pcascnn/2026.18.XXX. ⎘
Полный текст: загрузить PDF файл
Библиографический список:
1. Verschueren, J. Instabiities of high speed dislocations / J. Verschueren, B. Gurrutxaga-Lerma, D.S. Balint et al. // Physics Review Letters. – 2018. – V. 121. – I. 14. P. 145502-1-145502-6. DOI: 10.1103/PhysRevLett.121.145502.
2. Griffiths, M. Effect of neutron irradiation on the mechanical properties, swelling and creep of austenitic stainless steels / M. Griffiths // Materials. – 2021. – V. 14. – I. 10. – Art. № 2622. – 47 p. DOI: 10.3390/ma14102622.
3. Abernethy, R.G. Effects of neutron irradiation on the brittle to ductile transition in single crystal tungsten / R.G. Abernethy, J.S.K.-L. Gibson, A. Giannattasio et al. // Journal of Nuclear Materials. – 2019. – V. 527. – Art. №151799. – 12 p. DOI: 10.1016/j.jnucmat.2019.151799.
4. Gurrutxaga-Lerma, B. Quantum statistical theory of dislocation mobility in discrete lattices / B. Gurrutxaga-Lerma // Physics Review Materials. – 2025. – V. 9. – I. 12. – P. 123605-1-123605-40. DOI: 10.1103/zzct-418n.
5. Gurrutxaga-Lerma, B. The mechanics and physics of high-speed dislocations: a critical review / B. Gurrutxaga-Lerma, J. Verschueren, A.P. Sutton, D. Dini // International Materials Reviews. – 2020. – V. 66. – I. 4. – P. 215-255. DOI: 10.1080/09506608.2020.1749781.
6. Li, P. The life prediction of notched aluminum alloy specimens after laser shock peening by TCD / P. Li, L. Susmel, M. Ma // International Journal of Fatigue. – 2023. – V. 176. – Art. № 107795. – 22 p. DOI: 10.1016/j.ijfatigue.2023.107795.
7. Prabhakaran, S. Laser shock peening without coating induced residual stress distribution, wettability characteristics and enhanced pitting corrosion resistance of austenitic stainless steel / S. Prabhakaran, A. Kulkarni, G. Vasanth et al. // Applied Surface Science. – 2017. – V. 428. – P. 17-30. DOI: 10.1016/j.apsusc.2017.09.138.
8. Walgraef, D. Rate equation approach to dislocation dynamics and plastic deformation / D. Walgraef // Materials Science and Engineering: A. – 2002. – V. 322. – I. 1-2. – Р. 167-175. DOI: 10.1016/S0921-5093(01)01676-8.
9. Tapasa, K. Computer simulation of dislocation–solute interaction in dilute Fe–Cu alloys / K. Tapasa, D.J. Bacon, Yu.N. Osetsky // Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering. – 2006. – V. 14. № 7. – P. 1153-1166. DOI: 10.1088/0965-0393/14/7/004.
10. Singla, A. Hugoniot elastic limit of single-crystal tantalum at normal and elevated temperatures subjected to extreme strain rates / A. Singla, A. Ray // Physical Review B. – 2022. – V. 105. – I. 6. – P. 064102-1-064102-19. DOI: 10.1103/PhysRevB.105.064102.
11. Малашенко, В.В. Особенности сухого трения дислокаций в облучённых металлах с гигантской магнитострикцией / В.В. Малашенко // Физика твёрдого тела. – 2025. –Т. 67. – Вып. 10. – С. 1947-1950. DOI: 10.61011/FTT.2025.10.61975.259-25.
12. Malashenko, V.V. Dynamic drag of edge dislocation by circular prismatic loops and point defects / V.V. Malashenko // Physica B: Condensed Matter. – 2009. – V. 404. – I. 21. – Р. 3890-3893. DOI: 10.1016/j.physb.2009.07.122.
13. Варюхин, В.Н. Динамические эффекты в дефектной системе кристалла / В.Н. Варюхин, В.В. Малашенко // Известия РАН. Серия физическая. – 2018. – Т. 82. – Вып. 9. – С. 37-42. DOI: 10.1134/S0367676518090259.