Приложение № 16 - Institute of Problems of Mechanical Engineering

КРАТКИЙ ОТЧЕТ ПО ПРОЕКТУ
Государственный контракт № 14.740.11.0353 от 20.09.2010.
Тема: «Механика деформирования и разрушения нанокерамик»
Исполнитель: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт
проблем машиноведения Российской академии наук
Ключевые слова: нанокерамики, керамические нанокомпозиты, нанокристаллические
керамики, прочность, трещиностойкость, пластичность, сверхпластичность,
деформирование, разрушение, нанотрещины, трещины, нанозерна
1.
Цель проекта
1. Основной проблемой на решение которой направлен данный проект является
выявление фундаментальных принципов повышения и оптимизации механических
характеристик (прочность, трещиностойкость, пластичность, сверхпластичность)
нанокристаллических керамик для создания новых и развития существующих технологий
получения и формообразования сверхпрочных нанокерамик.
2. Цель реализованного проекта – построение актуальной для мировой науки теории
прочности, трещиностойкости и (сверх)пластического формоизменения нанокерамик,
получение экспериментальных зависимостей высокотемпературной прочности новых
нанокерамик 8Y2O3-92ZrO2, 9Ce2O3-91ZrO2, 6Y2O3-6Ce2O3-88ZrO2 от дисперсности
порошков-прекурсоров, а также разработка новой образовательной программы по
механике прочности и пластичности нанокомпозитов и механике деформируемых
наноматериалов для высшей школы, включая подготовку научных и научнопедагогических кадров в данной области знания на основе формирования эффективно
функционирующего научно-образовательного коллектива. В частности, полученные в
рамках проекта новые знания о природе одновременного достижения сверхвысокой
прочности и высоких (функциональных) показателей пластичности и трещиностойкости
нанокерамик представляет чрезвычайную важность для решения проблемы,
сформулированной в п. 1.1, в ее фундаметальной части
и развития широкого
технологического применения нанокерамик.
2.
Основные результаты проекта (этапа проекта)
1) В рамках выполненного проекта (с 20.09.2010 по 09.10.2012 г.), в соответствии с
техническим заданием Государственного контракта, все работы выполнены в полном
объеме. Результаты НИР изложены в монографии и 38-ми статьях, опубликованных или
принятых к печати в ведущих отечественных и международных журналах. В ходе
реализации проекта получены следующие основные результаты:
- Построена актуальная для мировой науки теории прочности, трещиностойкости и
(сверх)пластического формоизменения нанокерамик. В частности, разработаны
теоретическиие модели, которые эффективно описывают процессы межзеренного
скольжения и зарождения новых нанотрещин вблизи вершин трещин, а также влияние
таких процессов на трещиностойкость нанокерамик; процессы наноскопической
ротационной деформации в нанокерамиках, а также влияние таких процессов на пластичность и сверхпластичность нанокерамик; влияние водорода на прочностные свойства
нанокерамик; индуцированную напряжением наномасштабную аморфизацию в
деформируемых нанокерамиках, а также ее влияние на трещиностойкость и сверхпластичность нанокерамик; пластическую дефоормацию посредством поворотов
межзеренных границ; микромеханику взаимодействия процессов межзеренного скольже-
ния, решеточного скольжения и зернограничной диффузии в
нанокерамиках;
конкуренцию между процессами пластической деформации и разрушения, а также
особенности кривых «напряжение - деформация» в нанокерамиках.
- Экспериментально получены зависимости прочности новых нанокерамик 8Y2O392ZrO2, 9Ce2O3-91ZrO2, 6Y2O3-6Ce2O3-88ZrO2 от дисперсности порошков-прекурсоров.
Эти эксперимкентальные зависимости высокотемпературной прочности новых нанокерамик 8Y2O3-92ZrO2, 9Ce2O3-91ZrO2 и 6Y2O3-6Ce2O3-88ZrO2 от дисперсности порошков-прекурсоров, имеют в общем случае нелинейный характер, который задается
специфическими
микромеханизмами
деформирования
и
разрушения.
Так,
экспериментально выявлено, что прочность нанокерамик 8Y2O3-92ZrO2 при 1000 °C
увеличивается с уменьшением среднего размера d агломератов в прекурсорах, а при
сверхмалых d достигает насыщения. Зависимость прочности керамик 9Ce2O3-91ZrO2 от
среднего размера агломератов в прекурсорах имеет S-образный характер, а прочность
нанокерамик 6Y2O3-6Ce2O3-88ZrO2 увеличивается с уменьшением среднего размера
агломератов в прекурсорах.
- Разработаны новые образовательные программы по механике прочности и
пластичности нанокомпозитов и механике деформируемых наноматериалов для высшей
школы, включая подготовку научных и научно-педагогических кадров в данной области
знания.
(В частности, в рамках пятого этапа НИР (с 01.07.2012 по 09.10.2012 г.) были
получены следующие основные результаты:
- Обобщение полученных теоретических результатов. Расчет кривых «напряжение деформация» для нанокерамик.
- Разработка программы внедрения результатов НИР в образовательный процесс.
- Построение теоретических моделей, описывающих влияние взаимодействия процессов межзеренного скольжения, решеточного скольжения и зернограничной диффузии
на пластичность и сверхпластичность нанокерамик.)
На основе проведенных исследований в рамках НИР сформулированы следующие
основные выводы:
(1’) Специфическими (для наноструктур) микромеханизмами/модами пластической
деформации, которые эффективно действуют в нанокерамиках, в частности, являются
наноскопическая ротационная деформация (которая реализуется посредством
коллективных идеальных наносдвигов), зарождение новых наноскопических зерен,
наноскопическое межзеренное скольжение (которое инициирует зарождение нанотрещин), повороты межзеренных границ (интенсифицируемые вблизи свободной
поверхности)
и
наномасштабная
аморфизация.
Действие
специфических
микромеханизмов/мод пластической деформации в высокопрочных нанокерамиках
обусловливает увеличение их пластичности при комнатной температуре и вносит
положительный вклад в сверхпластическое поведение нанокерамик при высоких
температурах. В частности, наномасштабная аморфизация может реализоваться как
особая мода пластической деформации (альтернативная «обычной» пластической
деформации, которая связана с зарождением и эволюцией обычных дефектов
кристаллической решетки) в исходно кристаллических нанопроволоках и
нанокристаллических
твердых телах
(включая нанокерамики). В отсутствие
предшествующей пластической деформации, деформация посредством наномасштабной
аморфизации может происходить в нанокристаллической керамике SiC только в
экстремальных условиях, которые реализуются, в частности, при ударных нагрузках.
Вместе с тем, реализация наномасштабной аморфизации как особой моды пластической
деформации может проходить и при обычных уровнях напряжений, если
предшествующая деформация создала в материале дефекты, такие как дислокации. При
этом дислокации создают пространственно-неоднородные поля напряжений, которые
способствуют
пространственно-неоднородному
многоплоскостному
сдвигу
и,
следовательно, наномасштабной аморфизации в нанокерамиках.
(2’) Специфические микромеханизмы/моды пластической деформации в
нанокерамиках пластифицируют области вблизи вершин трещин и тормозят их рост,
задавая таким образом повышение трещиностойкости высокопрочных нанокерамик. В
частности, формирование новых зерен наноскопического размера и, связанных с ними,
дисклинационных квадруполей вблизи вершин трещин в нанокристаллических керамиках
способно частично снизить концентрацию напряжений вблизи этих вершин, что приводит
к повышению трещиностойкости таких керамик. Рассматриваемый процесс включает
расщепление границ зерен и, следовательно, этот процесс интенсифицируется именно в
нанокристаллических керамиках, в которых очень высока объемная доля материала,
занятого границами зерен. Также, наномасштабная аморфизация вблизи вершин трещин в
деформируемых нанокерамиках является эффективным механизмом релаксации упругой
энергии. При этом наномасштабная аморфизация вблизи вершины трещины препятствует
как зарождению новых нанотрещин вблизи ее вершины, так и росту исходной трещины.
Тем самым образование аморфных областей у вершин трещин повышает
трещиностойкость нанокристаллических керамических материалов.
(3’) Имеются следующие особенности структуры и материала, которые задают
одновременно
сверхвысокую
прочность
и
функциональные
показатели
(сверх)пластичности и/или трещиностойкости нанокерамик: (а) наличие «мягких»
пластичных межзеренных границ с высокими коэфициентами диффузии (что
обеспечивает эффективную пластическую деформацию нанокерамик по их межзеренным
границам и релаксацию локальных напряжений в тройных стыках таких границ); (б)
склонность материала к твердофазной аморфизации и/или идеальному пластическому
наносдвигу (что обеспечивает эффективную релаксацию процессов зернограничной
пластической деформации за счет деформации посредством аморфизации и/или
идеального пластического наносдвига в нанозернах); (в) одинаковый химический состав
нанозерен и межзеренных границ, а также сверхмалый размер нанозерен (что
обеспечивает эффективную пластическую деформацию нанокерамик посредством
индуцированных напряжением процессов миграции межзеренных границ, их поворотов
2) В рамках проекта получено новые и важные фундаментальные знания, которые
чрезвычайно значимы для развития мировой науки в области механики деформирования и
разрушения наноматериалов, а также для совершенствования известных и создания новых
технологий получения и (сверх)пластического формоизменения нанокерамик с высокими
механическими свойствами. Основные результаты проведенной НИР представлены в
монографии, 2-х приглашенных главах в зарубежных монографиях и 38 статьях,
опубликованных или принятых к печати в ведущих отечественных и международных
журналах (в т.ч. Physical Review Letters (импакт-фактор: 7.37), Acta Materialia (импактфактор: 3.78), Physical Review B (импакт-фактор: 3.77), Applied Physics Letters (импактфактор: 3.72), Scripta Materialia (импакт-фактор: 2.80)), Journal of Physics D: Applied
Physics (импакт-фактор: 2.544), European Journal of Mechanics A (импакт-фактор: 1.484),
Reviews on Advanced Materials Science (импакт-фактор: 0.915), ДАН (импакт-фактор:
0.343) и Физика и механика материалов (журнал входит в базу данных Scopus).
В рамках проекта достигнуты все заявленные индикаторы и показатели (пункт 5
Технического задания). В частности, количество исследователей – исполнителей НИР,
результаты работы которых в рамках НИР опубликованы в высокорейтинговых
российских и зарубежных журналах, составляет 14. В выполнение проекта были
вовлечены 7 докторов наук, в том числе, академик РАН Н.Ф. Морозов и чл.-корр. РАН
Д.А. Индейцев (руководитель проекта). Также, в реализацию проекта была широко
вовлечена научная молодежь. В частности, в число исполнителей проекта на его пятом
этапе вошли молодые ученые: к.ф.-м.н. И.Е. Беринский (27 лет), к.ф.-м.н. С.В. Бобылев
(34 года), к.ф.-м.н. В.А. Братов (34 года), к.ф.-м.н. Г.А. Волков (28 лет), к.х.н. Е.Г Земцова
(34 года), к.ф.-м.н. А.С. Кухарева (30 лет), к.ф.-м.н. Н.В. Скиба (33 года), а также
аспиранты и студенты.
Полученные научные результаты, превосходящие мировой уровень, широко
использованы в образовательном процессе. В частности, в рамках проекта разработаны
программы новых курсов «Прочность и пластичность нанокомпозитов» и «Механика
деформируемых наноматериалов», включая публикацию учебных пособий для высшей
школы. Также, в ходе проекта молодыми учеными в соответствующие диссертационные
советы представлены две докторские и две кандидатские диссертации по тематике
проекта. Кандидатские диссертации были успешно защищены. Это обусловливает
высокую значимость проекта для подготовки научных и научно-педагогических кадров в
области механики деформируемого твердого тела и прикладной механики.
3) Полученные результаты и применяемые решения являются новыми и важными для
мировой науки в области механики деформирования и разрушения наноматериалов. В
частности, на 5-м этапе была предложена новый теоретический подход к описанию
кинетики межзеренного скольжения и аккомодирующей его ротационной деформации в
деформируемых нанокристаллических материалах. Впервые выявлены особенности
структуры и материала, которые задают одновременно сверхвысокую прочность и
функциональные показатели (сверх)пластичности и/или трещиностойкости нанокерамик
4) Полученные результаты и применяемые решения являются новыми и
превосходящими мировой уровень в области механики деформирования и разрушения
наноматериалов. Данное положение, в частности, подтверждается широкой публикацией
результатов НИР, которые изложены в монографии, 2-х приглашенных главах в
монографиях и 38-ми статьях.
3.
Назначение и область применения результатов проекта (этапа проекта)
1) Теоретические модели и экспериментальные результаты, которые получены в ходе
проекта, могут служить основой для совершенствования известных и создания новых
технологий получения и (сверх)пластического формоизменения нанокерамик с высокими
механическими свойствами.
2) Полученные в ходе проекта новые знания в области механики деформирования и
разрушения нанокерамик могут найти практическое применение в газотурбостроении в
качестве научной основы замены металлических материалов новыми конструкционными
нанокерамиками в узлах высокотемпературного тракта газотурбинных двигателей.
3) Полученные в ходе проекта новые знания в области механики деформирования и
разрушения нанокерамик чрезвычайно важны для развития научно-технических и
технологических направлений, использующих уникальные механические свойства
наноматериалов. В частности, результаты проекта представляют высокую значимость для
разработки новых технических решений в области получения нанокерамических
покрытий рабочих лопаток турбин, камер сгорания, газовых труб горячего тракта турбины
с целью существенного улучшения их рабочих характеристик.
4) Полученные в рамках проекта результаты (являющиеся важной составляющей теории
прочности, трещиностойкости и пластического формоизменения нанокерамик) могут быть
использованы при создании новых технологий получения и пластического
формоизменения
нанокерамик с высокими механическими свойствами. Особый
практический интерес представляет использование результатов предлагаемого проекта
для производства новых газотурбинных двигателей с использованием нанокерамик. В
настоящее время отсутствие надежной и доступной технологии получения керамических
деталей с требуемыми характеристиками по прочности и жаростойкости сдерживает
широкое внедрение новой техники. Полученные результаты проекта
дадут
поступательный импульс для развития нового конкурентоспособного направления
отечественной энергетики, связанного с применением нанокерамик в производстве новых
газотурбинных двигателей.
5) Коммерциализация проектом не предусмотрена.
6) Получение результатов интеллектуальной деятельности и их коммерциализация проектом
не предусмотрена.
4.
проекта)
Достижения молодых исследователей – участников Проекта (этапа
Д.ф.-м.н., в.н.с. Шейнерман Александр Григорьевич (дата рожд.: 30.04.1977) имел
статус молодого исследователя (возраст до 35 лет) в течение большего периода действия
контракта по данному проекту. При его непосредственном участии удалось получить
следующие результаты, превосходящие мировой уровень в области механики
деформируемых наноматериалов: построены теоретические модели, эффективно
описывающие процессы межзеренного скольжения и зарождения новых нанотрещин
вблизи вершин трещин, а также влияние таких процессов на трещиностойкость нанокерамик; построены теоретические модели, описывающие влияние взаимодействия процессов межзеренного скольжения, решеточного скольжения и зернограничной диффузии
на пластичность и сверхпластичность нанокерамик. Также, при его непосредственном
участии подготовлено для публикации учебное пособие "Механика деформируемых
наноматериалов" (Овидько И.А., Семенов Б.Н., Шейнерман А. Г.).
В проекте принимал участие молодой исследователь к.ф.-м.н., с.н.с. Бобылев Сергей
Владимирович (34 года). При его непосредственном участии удалось получить
следующие результаты, превосходящие мировой уровень в области механики
деформируемых наноматериалов: построены теоретические модели, описывающие
процессы наноскопической ротационной деформации и пластической деформации
посредством поворотов межзеренных границ в нанокерамиках. Им подготовлена
докторская диссертация по теме «Наномасштабная пластическая деформация и
трансформации внутренних границ раздела в нанокристаллических твердых телах»,
которая непосредственно связана с тематикой данного проекта.
В проекте принимал участие молодой исследователь к.ф.-м.н., с.н.с. Скиба Николай
Васильевич (33 года). При его непосредственном участии удалось получить следующие
результаты, превосходящие мировой уровень в области механики деформируемых
наноматериалов: построены теоретические модели, описывающие микромеханику взаимодействия процессов межзеренного скольжения, решеточного скольжения и зернограничной диффузии в высокопрочных нанокерамиках. Им подготовлена докторская
диссертация по теме «Взаимодействие мод пластической деформации и их влияние на
зарождение и рост трещин в нанокристаллических твердых телах», которая
непосредственно связана с тематикой данного проекта.
В проекте принимал участие молодой исследователь м.н.с. Антимонов Михаил
Александрович (26 лет). При его непосредственном участии удалось получить следующие
результаты, превосходящие мировой уровень в области механики деформируемых
наноматериалов: построены теоретические модели, описывающие теоретические модели,
описывающие влияние водорода на прочностные свойства нанокерамик. Им подготовлена
и успешно защищена кандидатская диссертация по теме «Построение нижних оценок
энергии двухфазных упругих тел и предельных поверхностей фазовых превращений»,
которая непосредственно связана с тематикой данного проекта.
В проекте принимал участие молодой исследователь м.н.с. Королев Игорь
Константинович (30 лет). При его непосредственном участии удалось получить
следующие результаты, превосходящие мировой уровень в области механики
деформируемых наноматериалов: построены теоретические модели, эффективно
описывающие процессы зарождения новых наноскопических зерен вблизи вершин
трещин, а также влияние таких процессов на трещиностойкость нанокерамик. Им
подготовлена и успешно защищена кандидатская диссертация по теме «Исследование
взаимосвязей напряжений, межфазных границ и фронтов химических превращений в
упругих телах», которая непосредственно связана с тематикой данного проекта.
В проекте принимал участие молодой исследователь к.ф.-м.н., с.н.с. Беринский Игорь
Ефимович (27 лет). При его непосредственном участии удалось получить следующие
результаты, превосходящие мировой уровень в области механики деформируемых
наноматериалов: построена теоретическая модель, эффективно описывающая
индуцированную напряжением наномасштабную аморфизацию в деформируемых нанокерамиках.
В проекте принимал участие молодой исследователь к.ф.-м.н., с.н.с. Братов Владимир
Андреевич (34 года). При его непосредственном участии удалось получить следующие
результаты, превосходящие мировой уровень в области механики деформируемых
наноматериалов: построены теоретические модели, описывающие микромеханику взаимодействия процессов межзеренного скольжения, решеточного скольжения и зернограничной диффузии в высокопрочных нанокерамиках.
В проекте принимал участие молодой исследователь к.ф.-м.н., с.н.с. Волков Григорий
Александрович (28 лет). При его непосредственном участии удалось получить следующие
результаты, превосходящие мировой уровень в области механики деформируемых
наноматериалов: построены теоретические модели, описывающих влияние взаимодействия процессов межзеренного скольжения, решеточного скольжения и зернограничной
диффузии на пластичность и сверхпластичность нанокерамик.
В проекте принимал участие молодой исследователь к.ф.-м.н., с.н.с. Земцова Елена
Георгиевна (34 года). При ее непосредственном участии удалось получить следующие
результаты, превосходящие мировой уровень в области механики деформируемых
наноматериалов: экспериментально получена зависимость прочности новых нанокерамик
6Y2O3-6Ce2O3-88ZrO2 от дисперсности порошков-прекурсоров.
В проекте принимал участие молодой исследователь к.ф.-м.н., с.н.с. Кухарева Анна
Сергеевна (30 лет). При ее непосредственном участии удалось получить следующие
результаты, превосходящие мировой уровень в области механики деформируемых
наноматериалов: получение экспериментальных зависимостей высокотемпературной
прочности новых нанокерамик 8Y2O3-92ZrO2 и 9Ce2O3-91ZrO2 от дисперсности
порошков-прекурсоров.
5.
Опыт закрепления молодых исследователей – участников Проекта
(этапа проекта) в области науки, образования и высоких технологий
Ольга Юрьевна Курапова, начинавшая свою работу в 2010 году в рамках контракта
14.740.11.0353 в статусе студентки, поступила в аспирантуру.
6.
Перспективы развития исследований
1) Планируется подача заявки на конкурс мегагрантов (планируемый МОН в 2012 году) в
сотрудничестве с профессором С. Вепреком (Германия) по тематике, которая близка к
тематике данного проекта.
2) Летом 2012 года стартовал новый проект в рамках федеральной целевой программы
«Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы по
Государственному контракту № 8025 по теме: «Получение новых безусадочных
конструкционных нанокерамик для двигателестроения и микромеханизмы повышения их
механических характеристик» (Исполнитель: ИПМаш РАН; руководитель: академик РАН
Н.Ф. Морозов). Этот новый проект ориентирован, в частности, на технологическое
применение результатов завершенного проекта (который имеет преимущественно
фундаментально-научный характер), а именно получение новых конструкционных
нанокерамик для двигателестроения.
3) Сотрудничество с такими исследовательскими центрами как University of California at
Davis (США), Massachusetts Institute of Technology (США), Technical University Munich
(Германия) может способствовать наибольшей отдаче для развития в России технологий в
области исследования, а также для выхода российской продукции на региональные и
глобальные рынки.
7. Сведения о публикациях, выпущенных в ходе исполнения Государственного
контракта:
Монографии, учебники и учебные пособия:
1. Овидько И.А., Шейнерман А.Г. Механика нанопроволок и наноструктурных пленок. —
СПб.: Янус, 2011. — 181 с.
2. Гуткин М.Ю. Прочность и пластичность нанокомпозитов : учеб. пособие. — СПб.: Издво Политехн. ун-та, 2011. — 165 с.
3. Овидько И.А., Семенов Б.Н., Шейнерман А.Г. Механика деформируемых
наноматериалов: учеб. пособие. — СПб.: Изд-во Санкт-Петербургского государственного
ун-та, 2012. — 138 с.
Приглашенные главы в монографиях и обзорах:
1. Ovid’ko I.A., Sheinerman A.G. Fracture behavior of nanocrystalline ceramics. Chapter 9. In:
Mechanical Properties of Nanocrystalline Materials, edited by J.C.M. Li. — Singapore: Pan
Stanford Publishing Pte. Ltd., 2011. P. 245–275.
2. Ovid’ko I.A. Enhanced ductility and its mechanisms in nanocrystalline metallic materials, In:
Nanostructured Metals and Alloys: Processing, Microstructure, Mechanical Properties and
Applications. Ed. by S.H. Whang. — Oxford/Cambridge/Philadelphia/New Delhi: Woodhead
Publ. Ltd., 2011. P. 430–458.
Статьи, опубликованные и принятые в печать в высокорейтинговых журналах:
1. Ovid’ko I.A., Skiba N.V. Enhanced dislocation emission from grain boundaries in
nanocrystalline materials // Scripta Materialia, 2012. V. 67. № 1. P. 13–16.
2. Ovid’ko I.A. Nanoscale amorphization as special deformation mode in nanowires // Scripta
Materialia, 2012. V. 66. № 6. P. 402–405.
3. Ovid’ko I.A., Sheinerman A.G. Generation and growth of nanocracks near blunt cracks in
nanocrystalline solids // European Journal of Mechanics A (Solids), 2012. V. 33. P. 39–47.
4. Конаков В.Г., Голубев С.Н., Соловьева Е.Н., Арчаков И.Ю., Борисова Н.В., Шорохов
А.В. Размеры агломератов в прекурсорах и механическая прочность твердых электролитов
на основе систем Y2O3-ZrO2, Ce2O3-ZrO2 И Ce2O3-Y2O3-ZrO2 // Физика и механика
материалов, 2012. Т. 14. № 1. C. 1–10.
5. Овидько И.А., Шейнерман А.Г. Взаимодействие межзеренного скольжения,
решеточного скольжения и зернограничной диффузии в нанокристаллических керамиках
и металлах // Физика и механика материалов, 2012. Т. 14. № 1. C. 87–100.
6. Ovid’ko I.A., Langdon T.G. Enhanced ductility of nanocrystalline and ultrafine-grained
metals // Reviews on Advanced Materials Science, 2012. V. 30. № 2. P. 103-111.
7. Бобылев С.В., Дружинин Д.А., Овидько И.А. Пластическая деформация нанопроволок
посредством коллективного зарождения нановозмущений // Физика и механика
материалов, 2012. Т. 14. № 1. C. 47–56.
8. Овидько И.А., Скиба Н.В. Конкуренция между процессами пластической деформации и
разрушения вблизи тройных стыков границ зерен в нанокерамиках // Физика и механика
материалов, 2012. Т. 14. № 2. C. 101–109.
9. Ovid’ko I.A. Review on grain boundaries in graphene. Curved poly- and nanocrystalline
graphene structures as new carbon allotropes // Reviews on Advanced Materials Science, 2012.
V. 30. № 3. P. 201–223.
10. Ovid’ko I.A. How to fabricate new carbon nanostructures through grain boundary
engineering in graphene // Reviews on Advanced Materials Science, 2012. V. 32. № 1. P. 1–6.
11. Ovid’ko I.A., Sheinerman A.G. Nanoscale rotational deformation near crack tips in
nanocrystalline solids // Journal of Physics D: Applied Physics, 2012. V. 45. № 33. P. 335301(1–
8).
12. Bobylev S.V., Ovid'ko I.A. Grain boundary rotations in solids // Physical Review Letters,
2012. V. 109. № 17. P. 175501(1–5).
13. Bobylev S.V., Morozov N.F., Ovid'ko I.A. Cooperative grain boundary sliding and
nanograin nucleation process in nanocrystalline, ultrafine-grained and polycrystalline solids //
Physical Review B, 2011. V. 84. № 9. P. 094103(1–10).
14. Ovid’ko I.A. Nanoscale multiplane shear and twin deformation in nanowires and
nanocrystalline solids // Applied Physics Letters, 2011. V. 99. № 6. P. 061907(1–3).
15. Ovid’ko I.A., Sheinerman A.G., Aifantis E.C. Effect of cooperative grain boundary sliding
and migration on crack growth in nanocrystalline solids // Acta Materialia, 2011. V. 59. № 12. P.
5023–5031.
16. Bobylev S.V., Ovid'ko I.A. Nanodisturbances and nanoscale deformation twins in fcc
nanowires // Physical Review B, 2011. V. 83. № 5. P. 054111(1–10).
17. Ovid’ko I.A., Sheinerman A.G. Nanoscale rotational deformation in solids at high stresses //
Applied Physics Letters, 2011. V. 98. № 18. P. 181909(1–3).
18. Morozov N.F., Ovid'ko I.A., Skiba N.V. Stress-driven formation of nanograin chains in
nanocrystalline and ultrafine-grained materials // Reviews on Advanced Materials Science, 2011.
V. 29. N 2. P. 180-186.
19. Бобылев С.В. Теоретические модели испускания дислокаций границами зерен в
деформируемых нанокристаллических материалах // Физика и механика материалов, 2011.
Т. 12. № 2. C. 126–160.
20. Конаков В.Г., Голубев С.Н., Соловьева Е.Н., Арчаков И.Ю., Борисова Н.В., Шорохов
А.В. Размеры агломератов в прекурсорах и механическая прочность твердых электролитов
на основе системы Y2O3-ZrO2 // Физика и механика материалов, 2011. Т. 11. № 1. С. 68–75.
21. Овидько И.А., Шейнерман A.Г., Aifantis E.C. Механика процессов роста трещин в
нанокерамиках // Физика и механика материалов, 2011. Т. 12. № 1. С. 1–29.
22. Овидько И.А., Скиба Н.В. Процессы зарождения новых наноскопических зерен вблизи
вершин трещин в деформируемых нанокристаллических материалах // Физика и механика
материалов, 2011. Т. 11. № 2. С. 105–117.
23. Ovid’ko I.A., Sheinerman A.G. Nucleation of misfit dislocations by nanoscale ideal shear in
surface nanowires and nanoislands (quantum dots) // Reviews on Advanced Materials Science,
2011. V. 27. N 1. P. 83–89.
24. Ovid’ko I.A., Sheinerman A.G., Skiba N.V. Elongated nanoscale voids at deformed special
grain boundary structures in nanocrystalline materials // Acta Materialia, 2011. V. 59. N 2. P.
678–685.
25. Bobylev S.V., Ishizaki T., Kuramoto S., Ovid’ko I.A. Formation of nanocrystals due to
giant-fault deformation in Gum Metals // Scripta Materialia, 2011. V. 65. № 8. P. 668–671.
26. Ovid’ko I.A., Sheinerman A.G. Deformation twinning through nanoscale ideal shears in
nano- and polycrystalline materials at ultra high stresses // Reviews on Advanced Materials
Science, 2011. V. 27. N 2. P. 189–194.
27. Индейцев Д.А., Осипова Е.В. Статистическая модель образования гидридной фазы в
наводороженных металлах под действием нагрузки // Доклады Академии наук, 2011. V.
440. № 4. С. 472–475.
28. Овидько И.А., Шейнерман A.Г. Влияние водорода на прочностные свойства
нанокерамик // Физика и механика материалов, 2011. Т. 11. № 1. С. 76–93.
29. Конаков В.Г., Голубев С.Н., Соловьева Е.Н., Арчаков И.Ю., Борисова Н.В., Шорохов
А.В. Взаимосвязь дисперсионного состава прекурсоров и механической прочности
твердых электролитов на основе системы Ce2O3-ZrO2 // Физика и механика материалов,
2011. Т. 11. № 2. С. 183–189.
30. Овидько И.А. Зарождение трещин в наноматериалах при высокоскоростном и
квазистатическом режимах деформирования // Физика и механика материалов, 2011. Т. 12.
№ 1. С. 76–101.
31. Ovid’ko I.A., Sheinerman A.G. Micromechanisms for improved fracture toughness in
nanoceramics // Reviews on Advanced Materials Science, 2011. V. 29. N 2. P. 104–124.
32. Бобылев С.В, Морозов Н.Ф., Овидько И.А., Аккомодация зернограничного
скольжения посредством миграции границ зерен в деформируемых нанокристаллических
материалах // Физика и механика материалов, 2010. Т. 10. № 1/2. С. 30–36.
33. Овидько И.А., Шейнерман А.Г. Зернограничное проскальзывание и зарождение
нанотрещин вблизи трещин в нанокристаллических металлах и керамиках // Физика и
механика материалов, 2010. Т. 10. № 1/2. С. 37–44.
34. Овидько И.А., Шейнерман А.Г. Упругие поля наноскопических включений в
нанокомпозитах // Физика и механика материалов, 2010. Т. 10. № 1/2. С. 1–29.
35. Indeitsev D.A., Morozov N.F., Ovid’ko I.A., Skiba N.V. Nucleation of nanoscale voids at
disclination quadrupoles in deformed nanocrystalline materials // Reviews on Advanced
Materials Science, 2010. V. 26, N 1/2. P. 91-97.
36. Ovid’ko I.A., Sheinerman A.G. Nanoscale amorphization initiated by grain boundary sliding
in nanoceramics // Reviews on Advanced Materials Science, 2012. (в печати)
37. Bobylev S.V., Morozov N.F., Ovid’ko I.A., Sheinerman A.G., Semenov B.N. Misfit
dislocation configurations at interphase boundaries between misoriented crystals in nanoscale
film-substrate systems // Reviews on Advanced Materials Science, 2012. (в печати).
38. Konakov V.G., Borisova N.V., Solovyeva E.N., Archakov I.Yu., Golubev S.N., Shorokhov
A.V. Sensor properties of ceramics based on Y2O3-Ce2O3-ZrO2 system // Reviews on
Advanced Materials Science, 2012. (в печати).
8. Сведения о выступлениях на конференциях, проведенных в ходе
исполнения Государственного контракта (этапа проекта):
1. Шейнерман А.Г. Механизмы повышения вязкости разрушения нанокристаллических
материалов. Х Всероссийский съезд по фундаментальным проблемам теоретической и
прикладной механики, Нижний Новгород, 24−30 августа, 2011.
2. Скиба Н.В. Зарождение нанопор на дисклинационных дефектах в деформируемых
нанокристаллических материалах.
Х Всероссийский съезд по фундаментальным
проблемам теоретической и прикладной механики, Нижний Новгород, 24−30 августа,
2011.
3. Индейцев Д.А.
О роли нелинейной динамики в перестройке структуры материала
(Пленарный доклад) . XXVII Зимняя Школа по механике сплошных сред, Пермь, 28
февраля - 3 марта, 2011.
4. Бобылев С.В. Специальные микромеханизмы деформации в нанопроволоках и
нанокристаллических материалах (Specific deformation micromechanisms in nanowires and
nanocrystalline materials). 2nd International Conference on Materials Modelling, August 31 –
September 2, 2011, Paris, France.
5. Бобылев С.В. Нановозмущения, межзеренное скольжение и зарождение нанозерен в
наноматериалах (Nanodisturbance deformation, intergrain sliding and nanograin nucleation in
nanomaterials). XXXIX Summer School – Conference “Advanced Problems in Mechanics”, July
1–5, 2011, St. Petersburg (Repino), Russia.
6. Гуткин М.Ю. Дислокации несоответствия в композитных нанокристаллах (Misfit
dislocations in core-shell composite nanocrystals). XXXIX Summer School – Conference
“Advanced Problems in Mechanics”, July 1–5, 2011, St. Petersburg (Repino), Russia.
7. Дынкин Н.К. Микромеханика атермического роста зерен в ультратонких
нанокристаллических пленках (Micromechanics of athermal grain growth in ultrathin
nanocrystalline films). XXXIX Summer School – Conference “Advanced Problems in
Mechanics”, July 1–5, 2011, St. Petersburg (Repino), Russia.
8. Шейнерман А.Г. Рост трещин и его подавлени в нанокристаллических керамиках и
металлах (Crack growth and its suppression in nanocrystalline ceramics and metals). XXXIX
Summer School – Conference “Advanced Problems in Mechanics”, July 1–5, 2011, St.
Petersburg (Repino), Russia.
9. Скиба Н.В. Деформационное зарождение пор на границах зерен в нанокристаллических
керамиках и металлах (Deformation-induced formation of nanoscale voids at grain boundaries
in nanocrystalline ceramics and metals). XXXIX Summer School – Conference “Advanced
Problems in Mechanics”, July 1–5, 2011, St. Petersburg (Repino), Russia.
10. Колесникова А.Л. Структурные трансформации в массивных нанокристаллических
материалах, наностержнях и наночастицах, вызываемые дисклинациями. (Structural
transformations in bulk nanocrystalline materials, nanorods, and nanoparticles triggered by
disclinations). TMS 2011 140th Annual Meeting & Exhibition, Symposium: Advances in
Mechanics of One-Dimensional Micro/Nano Materials, February 27 – March 3, 2011, San
Diego, USA.
11. Скиба Н.В. Зарождение новых нанозерен вблизи вершин трещин в
нанокристаллических материалах. XX Петербургские чтения по проблемам прочности,
посвященные памяти профессора В.А. Лихачева, Санкт-Петербург, Россия, 10 - 12 апреля
2012 г.
12. Шейнерман А.Г. Зарождение наномасштабных пор и трещин на зернограничных
дисклинациях в нанокристаллических материалах. (Nucleation of nanoscale voids and cracks
at grain boundary disclinations in nanocrystalline materials). XX Петербургские чтения по
проблемам прочности, посвященные памяти профессора В.А. Лихачева, Санкт-Петербург,
Россия, 10 - 12 апреля 2012 г.
13. Овидько И.А. Границы зерен и деформационные процессы в нанокристаллических
материалах, нанопроволоках и графене (приглашенный доклад) (Grain boundaries and
deformation processes in nanocrystalline materials, nanowires and graphene). XI International
Conference on Nanostructured Materials (NANO 2012), August 26-31, 2012, Rhodes, Greece.
14. Шейнерман А.Г. Механизмы увеличения трещиностойкости нанокристаллических
твердых тел (устный доклад) (Mechanisms of fracture toughness enhancement in
nanocrystalline solids). World Congress on Engineering, 4-6 July 2012, London, U.K.
15. Гуткин М.Ю. Атермический рост зерен в ультратонких нанокристаллических пленках.
51-я международная конференция <<Актуальные проблемы прочности>>, 16-20 мая
2011г., Харьков, Украина.
16. Колесникова А.Л. Структурные трансформации в массивных нанокристаллических
материалах, наностержнях и наночастицах, вызываемые дисклинациями (Structural
transformations in pentagonal nanocrystals triggered by disclinations). The 3rd European
Nanomanipulation Workshop, April 25-27, 2012, Madrid (Spain).
17. Колесникова А.Л. Дисклинационные механизмы пластичности нанокристаллических
материалов: измельчение зерен, пластический сдвиг и рост наноусов (Disclination
mechanisms of plasticity in nanocrystalline materials: grain refinement, shear transfer and
nanowhisker growth). International Workshop “Atomic Transport and grain boundary
segregation in Bulk Nanostructure Materials” ATBNM 2012, Muenster, Germany, August 2831, 2012.
18. Колесникова А.Л. Дисклинационная пластичность кристаллических материалов
(приглашенный доклад) (Disclination plasticity of crystalline materials) International
Symposium on Long Period Stacking Ordered Structure and Its Related Materials, LPSO 2012,
Sapporo, Japan, October 1-3, 2012.
19. Скиба Н.В. Деформационное образование цепочек нанозерен в наноматериалах (Stressdriven formation of nanograin chains in nanomaterials under plastic deformation). XL
International Summer School - Conference Advanced Problems in Mechanics 2012, Russia, St.
Petersburg, July 2 - 8, 2012.
20. Скиба Н.В. Нестандартная дислокационная эмиссия из границ зерен и конкуренция с
зарождением нанотрещин в нанокристаллических материалах (Non-conventional dislocation
emission from grain boundaries and its competition with nanocrack formation in nanocrystalline
materials). XI International conference on nanostructured materials, Greece, Rodes, August 2631, 2012.