Выпуски

 / 

2018

 / 

Ноябрь

  

Обзоры актуальных проблем


Неравновесная кинетика электрон-фононной подсистемы кристалла при действии переменных электрических и магнитных полей как основа электро- и магнитопластического эффектов

 а, б,  а
а Национальный научный центр «Харьковский физико-технический институт», ул. Академическая 1, Харьков, 310108, Украина
б Харьковский национальный университет им. В.Н. Каразина, пл.Свободы 4, Харьков, 61077, Украина

Tеоретические и экспериментальные исследования и численное моделирование кинетических процессов в магнитных кристаллах, находящихся в изменяющемся магнитном поле и/или импульсном электрическом поле, были направлены на установление основных механизмов их влияния на структуру, механические, диссипативные и магнитные характеристики магнитных кристаллов (на примере сильно деформированной феррито-перлитной стали 15Х2НМФA и никеля). Представлены результаты последовательного кинетического рассмотрения неравновесной динамики электрон-фононной подсистемы магнитного кристалла в электрическом поле на основе предложенного метода численного решения системы уравнений Больцмана для функций распределения электронов и фононов без разложения функции распределения электронов в ряд по энергии фононов. Показано, что электрическое поле возбуждает электронную подсистему, которая, передавая энергию в фононную подсистему, создаёт большое количество коротковолновых фононов, эффективно влияющих на дефекты решётки (точечные, линейные, границы разных фаз), что приводит к перераспределению и уменьшению плотности дефектов кристаллической решётки, устранению повреждений, снижению локальных пиков напряжений и степени деградации конструкционных свойств материалов. Установлено, что под действием индукционного электрического поля функция распределения электронов становится неравновесной вблизи энергии Ферми и благодаря электрон-фононным столкновениям передаёт существенную энергию в фононную подсистему, формируя неравновесную функцию распределения фононов. На основе модифицированной модели Гранато—Люкке и модели Ландау—Гофмана с помощью рассчитанной функции распределения фононов показано, что сила влияния фононов на дислокации значительно больше, чем это было бы в случае термодинамического равновесия при наблюдавшемя в эксперименте нагревании образца на 12 К.

Текст: pdf
Войдите или зарегистрируйтесь чтобы получить доступ к полным текстам статей.
Ключевые слова: металлы, физико-механические свойства, переменное магнитное поле, скорость ползучести, магнитный кристалл, электрон-фононная подсистема, подвижность дислокаций, неравновесная кинетика, магнитопластический эффект, электропластический эффект
PACS: 61.72.Ff, 61.72.Hh, 62.20.Hg, 63.20.kd, 63.20.kp, 75.80.+q, 83.60.Np (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2018.06.038350
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2018/11/b/
Цитата: Карась В И, Соколенко В И "Неравновесная кинетика электрон-фононной подсистемы кристалла при действии переменных электрических и магнитных полей как основа электро- и магнитопластического эффектов" УФН 188 1155–1177 (2018)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 9 августа 2017, доработана: 1 мая 2018, 6 июня 2018

English citation: Karas’ V I, Sokolenko V I “Nonequilibrium kinetics of the electron—phonon subsystem can give rise to electric- and magnetic-plasticity effects in crystals in alternating electric and/or magnetic fieldsPhys. Usp. 61 (11) (2018); DOI: 10.3367/UFNe.2018.06.038350

© Успехи физических наук, 1918–2018
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение