Отзыв официального оппонента (Механическое поведение аморфных сплавов со структурой, модифицированной интенсивной пластической деформацией)

Отзыв официального оппонентао диссертации Болтынюка Евгения Вадимовича «Механическоеповедение аморфных сплавов со структурой, модифицированнойинтенсивной пластической деформацией», представленной на соисканиеученой степени кандидата физико-математических наук поспециальности 01.02.04 – Механика деформируемого твердого телаДиссертационная работа Болтынюка Е.В.

посвящена решению актуальной проблемы-установлениюзакономерностейисистематическомуизучениюмеханизмовдеформирования и механических свойств объёмных металлических стекол (ОМС), а такжеизучению влияния структуры ОМС на механические свойства для определения путейповышения пластичности материалов этого класса. Работа направлена на выявлениеосновных факторов, определяющих процесс деформации ОМС, получению двухфазнойкомпозитной структуры - наностекла, и исследованию ее механических свойств.

В качествеобъекта исследования был использован ОМС состава Zr62Cu22Al10Fe5Dy1.Главнымвдиссертационнойработеявляетсяпоискновыхвозможностейформирования структуры в ОМС и определение ее корреляции со свойствами. Диссертантомразработан новый способ формирования такой структуры, обеспечивающий формирование вобразце равномерно распределенныхполос сдвига при интенсивной пластическойдеформации кручением (ИПДК).

Диссертантом показано, что интенсивная пластическаядеформацияподавляетилизначительнопонижаетлокализациюдеформацииприпоследующем деформировании, что приводит к более однородному деформированию испособствует повышению пластичности материала. Проведенные исследования позволяютпрогнозировать процессы разрушения, расширяя, таким образом, область примененияаморфных сплавов, ограниченную на сегодняшний день низкой пластичностью данныхматериалов. Это один из важнейших результатов работы, имеющий научное ипрактическое значение.Изложению полученных диссертантом результатов предшествует краткий обзорсостояния проблемы, в котором очерчен основной круг нерешенных задач.

В немрассмотрены имеющиеся данные по структуре ОМС и ее изменении при деформации.Диссертант, с моей точки зрения, правильно расставил акценты и верно сформулировал тенаправления работы, которые необходимы для создания реалистической картиныобсуждаемой проблемы.При выполнении работы им были использованы основные прямые методы анализаструктуры и свойств: методы рентгенографии, просвечивающей и сканирующей электронноймикроскопии,дифференциальнойсканирующейкалориметрии,прямогоизмеренияплотности исходных и деформированных с образцов, измерения механических свойств приразличных условиях нагружения и др.

Особо хотелось бы отметить эксперименты понепосредственному измерению плотности образцов с использованием уникальной методики,позволяющей с большой точностью определять плотность образцов (с точностью до 0.5%).Диссертация выполнена на очень высоком методическом уровне, эксперименты проводилисьс использованием самого современного оборудования. Одни и те же объекты исследовалисьразными методами. Все это создало основу для получения достоверных и воспроизводимыхрезультатов, обеспечивающих высокую надежность сделанных в работе выводов.В целом, диссертантом получено множество новых интересных и важныхрезультатов. Среди них можно выделить несколько.

Первая группа результатов относится копределению влияния ИПДК на структуру ОМС. Показано, что ИПДК приводит как ксмещению диффузных рентгеновских максимумов, так и увеличению их полуширины. Наосновании этих результатов получены размеры первой координационной сферы и ее оцененаэволюция при деформации. Эти результаты согласуются с данными, полученными приизмерении плотности образцов.Определены морфологические характеристики полос сдвига.

Показано, что поморфологии полосы сдвига можно разделить на первичные и вторичные, определены ихтолщины и взаимное расположение. Первичные – единичные, хорошо различимые полосы, ивторичные – полосы меньшей толщины, собирающиеся в группы. Принципиальнымпредставляется также обнаруженная неравномерность в распределении полос сдвига посечению деформированных образцов. Экспериментально обнаружено, что наибольшаястепень деформации приповерхностных областей приводит к формированию в них большойплотности более тонких полос сдвига.

Такое неравномерное распределение полос сдвига приИПДК имеет большое значение не только для исследуемого объекта, но очень существеннодля случаев формирования наноструктуры при деформации аморфных сплавов, при которыхобразование нанокристаллов связывают с полосами сдвига.На основе проведенных экспериментов по наноиндентированию:- проведен расчёт размеров зон сдвиговой трансформации в исходном ОМС и послеИПДК; ИПДК прикомнатной температуре и температуре 150ºС приводит к уменьшениюразмеров зон сдвиговой трансформации от 4.22 нм3 в исходном состоянии до 1.79 и 2.77 нм3,соответственно;- показано, что ИПДК понижает локализацию деформации при деформировании, чтоприводит к более однородному деформированию при последующем индентировании.Полученные в работе данные свидетельствуют о влиянии предварительной ИПДК напроцесс последующего разрушения при растяжении. Авторы связали эти изменения свлиянием эволюции структуры аморфного сплава при ИПДК и, в частности, образованиямногочисленных полос сдвига.

Результаты, представленные в главе 3, являлись необходимойбазой для понимания процессов деформации ОМС, описанных в главе 5. Измененияструктуры в процессе предложенной обработки оказывают положительное влияние напластичность сплава. Полученные результаты демонстрируют потенциал повышенияпластичности аморфных сплавов за счёт модификации их структуры методом ИПДК.Практическая значимость такого результата неоспорима, так как повышение пластичностиОМС является одной из основных задач в данной области. Решение данной проблемыпозволит существенно расширить область применения ОМС в качестве конструкционныхматериалов.В целом, высоко оценивая диссертацию Е.В.

Болтынюка, считаю необходимымсделать следующие замечания.1.В диссертации на с.70 написано, что при деформации «Увеличение свободногообъёма может происходить как от увеличения межатомных расстояний в аморфной матрице,так и от формирования в структуре полос сдвига с увеличенным свободным объёмом» и сэтимтрудноспорить.Нонас.72говорится,чтовсе«понижениеплотностиZr62Cu22Al10Fe5Dy1 ОМС при ИПДК связано с формированием множественных полоссдвига». Из текста диссертации не понятно, как выделили ту часть изменения плотности,которая соответствует именно полосам сдвига.

Нет оценок количества материала в полосахсдвига, и, соответственно, плотности аморфной фазы в полосах. В тоже время в литературеесть данные о плотности аморфного сплава в полосах сдвига. По разным даннымконцентрация свободного объема в полосах оценивается от 5 до 20 %.

Тогда объемматериала в полосахсдвига при измеренных изменениях плотности должен составлятьдесятки процентов. Исходя из приведенных данных по размерам и расположению полос вобразце после ИПДК (учитывая, что в центре образца их количество существенноуменьшается), это значение представляется малореалистичным.2. Не обсуждается различие контраста при СЭМ исследованиях поперечного сеченияобразца после ИПДК в разных детекторах. С помощью детектора обратно-рассеянных(отраженных) электронов (BSE) обнаружена четкая граница между центральной частьюобразца и приповерхностными областями, в то время как на изображениях, полученных спомощью с помощью детектора “in-lens”, образец выглядит однородным. Известно, чтодетектор “in-lens” предназначен для исследования с высоким разрешением топографииповерхности, а детектор BSE позволяет фиксировать фазовый контраст.

В этой связи оченьжалко, что в диссертации нет никакого обсуждения этого результата. Интересно бы провестидополнительные эксперименты или хотя бы высказать какие-либо предположения о природетакой вариации контраста и ее связи со структурой образца.3. Во многих местах диссертации для описания рентгеновских пиков используетсятермин уширение. На с.70 например, написано, что«увеличение уширения аморфногосплава» свидетельствует о повышении свободного объема.

Уширение по сравнению с чем?уширение чего? Не расшифровывается должным образом сокращение FWHM (с.69 и др.).Или это все-таки не уширение, а полуширина (или ширина) рентгеновского пика?4. Хотя в диссертации приводятся данные про FWHM, не ясно, как они получены. Нетразложений рентгеновских пиков на составляющие для систем, соответствующихнаностеклу. Увеличение полуширины автор связывает только с образованием областей сповышенной концентрацией свободного объема, не рассматривая никакие альтернативныемеханизмы фазового расслоения.Присутствуют также опечатки, но их немного, и в целом диссертация написаналогично, хорошим и понятным языком.Отмеченные замечания не снижают общей высокой оценки работы.Результаты, полученные при выполнении диссертационной работы, опубликованы введущих научных журналах и докладывались на национальных и международных научныхконференциях.

Диссертация Болтынюка Евгения Вадимовича «Механическое поведениеаморфных сплавов со структурой, модифицированной интенсивной.