Анотація до роботи:

Бевз В.П.Електромагнітні ефекти та масоперенесення в металах за умов ударного навантаження. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.13 –фізика металів. – Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, Київ, 2008.

Дисертація присвячена вивченню процесів масоперенесення та електромагнітним явищам в металах за умов ударних навантажень. У дисертації представлені результати паралельного досліджень процесу масоперенесення та утворення електричного імпульсу струму при швидкісній деформації () металів. Дослідження проведені на технічно чистих металах (Fe, Ni, Cu) та сталях (сталь3, 12Х18Н10Т) з використанням методу радіоактивних ізотопів. Розроблено методику зняття электромагнитніх сигналів під час імпульсного ударного навантаження.

Експериментально встановлено, що при ударному навантаженні зі швидкісною пластичною деформацією () металів виникає імпульс струму, при відсутності зовнішнього джерела. Величина ефекту, для різних металів, складає порядку ~10-0,5 мВ.

Встановлено, вплив степені, швидкості деформації та температури навантаження на ефект виникнення електричного імпульсу струму в металах. Показано, що визначальним фактором являється швидкість пластичної деформації (), залежність значень амплітуди електричного сигналу від має квадратичний характер. З ростом степені деформації металу відбувається зменшення значення електричного ефекту для всього спектру використаних металів та сплавів.

Для пояснення отриманих результатів в роботі запропоновано модель виникнення електричного потенціалу в металах та розглянутий можливий механізм процесу прискореного масоперенесення за умов швидкісної деформації. Відповідно до запропонованої моделі, виведена залежність для виникаючого струму від швидкості деформації, як квадратичну функцію. Зроблено чисельну оцінку величини струму для даних умов навантаження, що складає 10^-3 А/м².

Зроблено висновок про те, що електромагнітні ефекти та процес масоперенесення в металах за умов ударного навантаження відбуваються одночасно і можуть мати єдину природу механізму утворення.

У дисертації досліджено процес прискореного масоперенесення та електромагнітні явища в металах за умов імпульсного ударного навантаження. По проведеному дослідженню можна зробтити наступні основні висновки:

1. В металах та сплавах (Fe, Ni, Cu, сталь 3, сталь 12Х18Н10Т) за умовах імпульсного ударного навантаження виявлений ефект виникнення електричного потенціалу, величина якого змінюється від ~10 до 0,5 мВ в залежності від металу. При цьому максимальний ефект спостерігається в сталі 3, а мінімальний в міді.

2. Виникнення електричного потенціалу та аномальне масоперенесення спостерігається в металах тільки в результаті швидкісної пластичної деформації. В області пружних деформацій вони відсутні. При цьому встановлено, що ці явища є взаємопов’язаними і відбуваються одночасно.

3. Дослідження впливу параметрів навантаження на електричний потенціал показало, що збільшення степені деформації приводить до зменшення значення амплітуди електричного сигналу, а швидкості пластичної деформації – до зростання амплітудних значень по квадратичному закону. Зменшення температури навантаження від 293 К до 77 К супроводжується падінням амплітуди сигналу для заліза та сталі 12X18H10T, незначним ростом для нікелю та аномальним зростанням (майже в 3 рази) для сталі 3.

4. Запропонована дислокаційна модель утворення електричних ефектів в металах за умов ударного навантаження, яка полягає в перенесенні заряду в металі рухомими дислокаціями. Відповідно до моделі виведена залежність струму від швидкості деформування, що корелює з експериментальними даними.

5. Отримані у дисертаційні роботі експериментальні та теоретичні результати, що описують закономірності процесу масоперенесення та електромагнітних явищ можуть бути використані для наукових досліджень в області фізики твердого тіла, фізики металів та матеріалознавства, а також для удосконалення та створення нових технологій механо-хімічної обробки металів та матеріалів з заданими властивостями. Водночас, вони можуть стати основою для створення технологій визначення стану металу під час деформування або оберненого визначення параметрів навантаження.

Публікації автора:

1. В.П. Бевз, В.Ф. Мазанко, А.В. Филатов, С.П. Ворона Аномальный массоперенос и возникновение ЭДС в металлах при импульсном нагружении // Металлофизика и новейшие технологии.– 2006. –т.28, спецвыпуск. – с. 271-275.

2. В.Ф. Мазанко, В.С. Михаленков, Е.А. Цапко, Е.И. Богданов, В.П. Бевз, С.П. Ворона Особенности дефектообразования при импульсном ударном сжатии.// Доповіді НАН України. -2007. - №5. – с.92-96.

3. В.Ф. Мазанко, Д.В. Миронов, Д.С. Герцрикен, О.А. Миронова, В.П. Бевз Диффузионные процессы при скоростном деформировании металлов в импульсном електромагнитном поле. // Металлофизика и новейшие технологии.– 2007. –т.29. -№2 – с. 173-192.

4. В.С. Михаленков, А.В. Рясний, Е.А. Цапко, В.П. Бевз, Е.И. Богданов, О.Н. Яременко Влияние параметров импульсного ударного сжатия на миграцию атомов ⁶³Ni в поликристаллической меди.// Металлофизика и новейшие технологии.– 2007. –т.29. –№4 - с. 471-481.

5. В.Ф. Мазанко, Д.В. Миронов, Д.С. Герцрикен, В.П. Бевз Влияние одновременного действия электрического тока и пластической деформации сжатием на миграцию атомов в меди и никеле.// Металлофизика и новейшие технологии.– 2007. –т.29. – №4 - с. 483-494.

6. В.Ф. Мазанко, В.П. Бевз, С.П. Ворона, Г.К. Харченко, Т.Р. Ганєєв, Ю.В. Фальченко Електричні явища при швидкісному деформуванні металів та сплавів.// Вісник Чернігівського державного технологічного університету. Серія «Технічні науки» -2008. - №34 – с. 125-132.