ще вище. У результаті в приповерхневому шарі виникають сильні спотворення кристалічної решітки і навіть може відбуватися зміна типу решітки. Іншим аспектом, є той факт, що вільна поверхня є стоком нескінченної ємності для точкових і лінійних кристалічних дефектів (в першу чергу вакансій і дислокацій). При малих розмірах часток цей ефект помітно зростає, що може призводити до виходу більшості структурних дефектів на поверхню і очищенню матеріалу наночастинки від дефектів структури і хімічних домішок. В даний час встановлено, що процеси деформації і руйнування протікають в тонкому приповерхневому шарі з випередженням порівняно з внутрішніми об'ємами металевого матеріалу, що багато в чому визначає виникнення ряду фізичних ефектів, в т.ч. фізичної межі плинності і фізичної межі втоми.
Для наночастинок весь матеріал буде працювати як приповерхневих шар, товщина якого оцінюється в діапазоні порядку 0,5 ... 20 мкм. Можна також вказати на тонкі фізичні ефекти, які проявляються в специфічному характері взаємодії електронів з вільною поверхнею. br/>В
Малюнок 10. Залежність об'ємних часток кордонів розділу, меж зерен і потрійних стиків. [7]
Наступною причиною специфіки властивостей наноматеріалів є збільшення об'ємної частки кордонів розділу із зменшенням розміру зерен або кристалітів в наноматеріалах. При цьому можна виділити об'ємну частку наступних складових: меж розділу, меж зерен і потрійних стиків [6,7]. Об'ємну частку кордонів розділу можна оцінити за формулою:
D vгр = 1 - [(Ds)/D] 3,
де s - товщина кордонів розділу (порядку 1 нм), а D - характерний розмір зерна або кристаліта. Об'ємну частку кордонів зерен - за формулою:
D VГЗ = [3s (Ds) 2]/D3,
а об'ємну частку потрійних стиків як різниця:
D VТС = D vгр - D VГЗ.
На рис. 3.2 представлені розраховані за цими формулами залежності зазначених об'ємних часток [6,7]. Видно, що зі зменшенням розміру зерна від 1 мкм до 2 нм об'ємна частка межзеренное компоненти (кордонів розділу) збільшується з 0,3 до 87,5%. Об'ємні частки межзеренное і внутрізеренной компонент досягають однакового значення по 50%) при розмірі зерна близько 5 нм. Після зменшення розміру зерна нижче 10 нм починає сильно зростати частка потрійних стиків. З цим пов'язують аномальне падіння твердості в цьому інтервалі розмірів зерна [30,31]. Комплексні експериментальні дослідження показали, що межі зерен носять нерівноважний характер, обумовлений присут...
