РАЗМЕРНЫЕ ЭФФЕКТЫ В ФИЗИКЕ ПРОЧНОСТИ И ПЛАСТИЧНОСТИ. ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА

Хорошо известно, что в наношкале механические свойства большинства материалов могут радикально отличаться от макроскопических (зачастую, на порядки величин) и не могут быть взяты из известных справочников или получены путем простой экстраполяции из макро в наномасштабную область 1, 2. Такие особенности поведения вещества квалифицируют как размерные эффекты (РЭ), переводящие ряд характеристик материала из категории интенсивных (т.е. не зависящих от количества вещества) в категорию экстенсивных (т.е. зависящих от размеров, формы, массы тела). Причем, для проявления РЭ достаточно уменьшения размера объекта ниже некоторого характерного R уже в одном измерении из трех. При уменьшении характерных размеров R объекта РЭ в механических свойствах (в отличие от электрических, магнитных, тепловых, химических) начинают проявляться очень рано в пластичности и прочности даже не в наномасштабной области, а уже при R 110 мкм. РЭ в микрометровой и субмикрометровой области R обычно удовлетворительно описывается эмпирическим соотношением ХоллаПетча, в соответствии с которым пределы текучести и прочности Rn, где n 0,5 1. Однако и в этой области R соотношение ХоллаПетча выполняется далеко не всегда, а в области R 100 нм оно и вовсе утрачивает свою применимость. Так, приближаясь к теоретической прочности с уменьшением R, механические характеристики могут выйти на насыщение или начать снижаться