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.
English fulltext is available at IOP
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 1051–1071 (2018); DOI: 10.3367/UFNe.2018.06.038350

Список литературы (78) Статьи, ссылающиеся на эту (2) Похожие статьи (20) ↓

  1. В.Е. Захаров, В.И. Карась «Неравновесные колмогоровского типа распределения частиц и их приложения» 183 55–85 (2013)
  2. Р.Б. Моргунов «Спиновая микромеханика в физике пластичности» 174 131–153 (2004)
  3. А.А. Бухараев, А.К. Звездин и др. «Стрейнтроника — новое направление микро- и наноэлектроники и науки о материалах» 188 1288–1330 (2018)
  4. А.Н. Васильев, В.Д. Бучельников и др. «Ферромагнетики с памятью формы» 173 577–608 (2003)
  5. А.В. Голенищев-Кутузов, В.А. Голенищев-Кутузов, Р.И. Калимуллин «Индуцированные домены и периодические доменные структуры в электро- и магнитоупорядоченных веществах» 170 697–712 (2000)
  6. Э.В. Суворов, И.А. Смирнова «Дифракционное изображение дефектов в рентгеновской топографии (рентгеновской микроскопии)» 185 897–915 (2015)
  7. В.С. Егоров «Диамагнитные домены (домены Кондона)» 180 785–820 (2010)
  8. Е.А. Туров, В.В. Николаев «Новые физические явления в магнетиках, связанные с магнитоэлектрическим и антиферроэлектрическим взаимодействиями» 175 457–473 (2005)
  9. Ю.В. Гуляев, И.Е. Дикштейн, В.Г. Шавров «Поверхностные магнитоакустические волны в магнитных кристаллах в области ориентационных фазовых переходов» 167 735–750 (1997)
  10. В.Д. Бучельников, А.Н. Васильев «Электромагнитное возбуждение ультразвука в ферромагнетиках» 162 (3) 89–128 (1992)
  11. Н.А. Тяпунина, Э.П. Белозерова «Заряженные дислокации и свойства щелочногалоидных кристаллов» 156 683–717 (1988)
  12. К.Г. Гуртовой, Р.З. Левитин «Магнетизм актинидов и их соединений» 153 193–232 (1987)
  13. В.И. Альшиц, В.Л. Инденбом «Динамическое торможение дислокаций» 115 3–39 (1975)
  14. В.В. Леманов, Г.А. Смоленский «Гиперзвуковые волны в кристаллах» 108 465–501 (1972)
  15. А.Б. Ройцин «Электрические эффекты в парамагнитном резонансе» 105 677–705 (1971)
  16. Е.Ю. Кокориш, Н.Н. Шефталь «Дислокации в полупроводниковых кристаллах» 72 479–494 (1960)
  17. Э.М. Надгорный, Ю.А. Осипьян и др. «Нитевидные кристаллы с прочностью, близкой к теоретической» 67 625–662 (1959)
  18. В.С. Постников «Температурная зависимость внутреннего трения чистых металлов и сплавов» 66 43–77 (1958)
  19. Е.А. Екимов, М.В. Кондрин «Примесно-вакансионные комплексы в алмазе: перспективы синтеза и применений» 187 577–598 (2017)
  20. К.П. Белов «Электронные процессы в магнетите («Загадки магнетита»)» 163 (5) 53–66 (1993)

Список формируется автоматически.

© Успехи физических наук, 1918–2020
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение