Трансформации межзеренных границ раздела в деформируемых нанокристаллических металлах и высокотемпературных сверхпроводниках тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.02.04, кандидат физико-математических наук Бобылев, Сергей Владимирович

• Бобылев, Сергей Владимирович
• кандидат физико-математических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Бобылев, Сергей Владимирович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Границы раздела в деформируемых нанокристаллических металлах и высокотемпературных сверхпроводниках (обзор)

1.1 Границы раздела в деформируемых нанокристаллических металлах

1.2 Границы раздела в высокотемпературных сверхпроводящих пленках

1.3 Постановка задачи.

ГЛАВА 2. Трансформации границ зерен в нанокристаллических металлах

2.1 Распад малоугловых границ наклона в деформируемых нанокристаллических металлах. Модель.

2.2 Критическое сдвиговое напряжение распада малоугловых границ наклона в деформированных нанокристаллических металлах

2.3 Малоугловая граница в поле напряжений распавшейся соседней границы

2.4 Эволюция большеугловых границ зерен под действием сдвигового напряжения в деформированных нанокристаллических материалах

2.5 Резюме.

ГЛАВА 3. Границы зерен в упругонапряженных сверхпроводящих пленках

3.1 Нанозерна с 90° границами наклона в упруго напряженных высокотемпературных сверхпроводящих пленках.

3.1.1 90° границы наклона нанозерен в упруго напряженных высокотемпературных сверхпроводящих пленках. Модель

3.1.2 Поля напряжений нанозерна в тонкой пленке.

3.1.3 Энергетические характеристики ианозерен в упруго напряженных высокотемпературных сверхпроводящих пленках.

3.2 Дисклинационная модель трансформации границ зерен в упруго напряженных высокотемпературных сверхпроводящих пленках

3.2.1 Бикристаллическая сверхпроводящая пленка на толстой подложке. Модель.

3.2.2 Плотность упругой энергии границ наклона с пространственно неоднородной разориентацией.

3.2.3 Критическая плотность тока через границу наклона с пространстранственно неоднородной разориентацией.

3.3 Резюме

ГЛАВА 4. Релаксация упругой энергии и структурные трансформации фасетированных границ зерен

4.1 Расщепление дислокаций в фасетированных малоугловых границах зерен в упруго напряженных высокотемпературных сверхпроводниках

4.1.1 Энергетические характеристики расщепления дислокаций в центральных областях фасеток в фасетированных малоугловых границах наклона.

4.1.2 Энергетические характеристики расщепления дислокаций вблизи стыков фасеток в фасетированных малоугловых границах наклона

4.1.3 Транспортные характеристики малоугловых границ наклона с расщепленными дислокационными конфигурациями.

4.2 Фасетированные границы зерен в поликристаллических пленках

4.2.1 Фасетированные границы зерен в пленках. Модель.

4.2.2 Энергетические характеристики границ зерен в пленке.

4.2.3 Результаты модели.

4.3 Резюме.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Трансформации межзеренных границ раздела в деформируемых нанокристаллических металлах и высокотемпературных сверхпроводниках»

К числу актуальных проблем механики и физики деформируемого твердого тела относится описание поведения поликристаллических материалов, каковыми являются большинство кристаллических веществ, использующихся в различных отраслях промышленности. Границы зерен являются неотъемлемыми структурными составляющими поликристаллов и принимают непосредственное участие в формировании их физико-механических свойств. Для некоторых классов материалов роль границ зерен становится исключительно высокой в силу тех или иных причин. Настоящая работа посвящена теоретическому описанию структурных трансформаций границ зерен в таких перспективных современных материалах как нанокристаллические металлы и высокотемпературные сверхпроводники.

Нанокристаллические металлы (металлы с размером зерна от нескольких нанометров до ста нанометров) являются предметом особенно активных научных исследований в последнее десятилетие (см., например, [1—47], что обусловлено их уникальным набором физических свойств (прежде всего, механических), выгодно отличающих такие материалы от обычных крупнозернистых поликристаллов. Примером таких свойств являются высокие пределы текучести и прочности, пониженное относительное удлинение, очень высокая износостойкость, способность некоторых нанокристаллических металлов и сплавов к сверхпластической деформации при пониженных температурах и высоких скоростях деформации. В силу малости размера зерна нанокристаллических металлов, границы зерен занимают значительный процент объема материала и, поэтому, играют определяющую роль в формировании свойств таких материалов. Так, практически все механизмы пластической деформации в нанокристаллических металлах контролируются границами зерен. В этих условиях, изучение структуры границ зерен и их трансформаций является исключительно важным для понимания процессов происходящих в нанокристаллических металлах.

Высокотемпературные сверхпроводники - другой класс перспективных материалов, открытый более пятнадцати лет назад, также являются предметом интенсивных научных исследований (например, [48-91]). Возможность обеспечения сверхпроводимости при значительно более высоких температурах (выше точки кипения азота) по сравнению с классическими металлическими сверхпроводниками (типичные температуры 20К и ниже) трудно переоценить. Важным отличием высокотемпературных сверхпроводников является подавление электрических сверхпроводящих свойств (обычно называемых транспортными), прежде всего критического тока, в поликристаллических сверхпроводниках по сравнению с монокристаллическими сверхпроводниками того же химического состава. Последнее сразу указывает на ключевую роль границ зерен в процессе подавления сверхпроводимости в высокотемпературных сверхпроводниках. При этом подавление сверхпроводимости границами зерен является безусловно вредным для высокотоковых приложений, в то время как в микроэлектронике механизм управления током через контроль структуры границы зерна может быть основой для создания микроэлектронных устройств. В любом случае, это обусловливает значительный интерес к исследованию структуры границ зерен и их трансформаций в высокотемпературных сверхпроводниках.

Следует отметить, что в случае границ зерен в деформируемых нанокри-сталлических металлах, доминируют экспериментальные исследования и работы по моделированию методами молекулярной динамики, имеющие очевидные ограничения в предсказании поведения границ зерен. В то же время теоретические представления о структуре границ зерен и особенно их трансформациях при пластической деформации нанокристаллических металлов развиты совершенно недостаточно. В теории же границ зерен в высокотемпературных сверхпроводниках основное внимание уделяется статической структуре границ, но не их структурным трансформациям, способным существенным, а нередко критическим образом влиять на функциональные свойства сверхпроводников с границами зерен. Это обусловливает актуальность темы предлагаемой диссертационной работы.

Цель работы состоит в построении теоретических моделей, достоверно описывающих структурные трансформации границ зерен, обусловленные релаксацией упругой энергии в деформируемых нанокристаллических металлах и высокотемпературных сверхпроводниках.

Работа выполнена на стыке двух специальностей - механики деформируемого твердого тела и физики конденсированного состояния. При этом формулировка моделей проводилась преимущественно в физических терминах, затем проводились постановка задач и их решение в рамках теории упругости твердых тел с дефектами, т.е. раздела механики деформируемого твердого тела. Затем решения задач получали интерпретацию с помощью понятий как механики деформируемого твердого тела, так и физики конденсированного состояния.

Краткое содержание работы

Работа состоит из введения, четырех глав основного текста, заключения и списка литературы.

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована основная цель работы, кратко представлены содержание диссертации, сведения о ее апробации и основных публикациях по ее теме, приведены положения, выносимые на защиту.

В первой главе дан обзор литературы, касающейся границ зерен в деформируемых нанокристаллических металлах и поликристаллических высокотемпературных сверхпроводниках. П. 1.1 посвящен границам зерен в нанокристаллических металлах. В нем изложены современные представления о структуре границ зерен в таких материалах и дан обзор механизмов пластической деформации с акцентом на роли границ зерен в процессах пластической деформации. В п. 1.2 рассмотрены механизмы подавления границами зерен транспортных свойств поликристаллических высокотемпературных сверхпроводников. Приведены экспериментальные данные, касающиеся влияния границ зерен на высокотемпературную сверхпроводимость. Проведен обзор существующих теоретических моделей, описывающих структуру границ зерен и ее влияние на транспортные свойства высокотемпературных сверхпроводников. В п. 1.3 на основе анализа литературных данных определены задачи настоящей работы.

Вторая глава посвящена теоретическому исследованию структурных трансформаций границ зерен в деформируемых нанокристаллических металлах. В ней теоретически описаны трансформации мало- и болыиеугловых границ зерен под действием внешнего сдвигового напряжения. В пп. 2.1-2.3 построена модель распада малоугловых границ наклона под действием внешнего сдвигового напряжения. В рамках модели определены критические напряжения разрушения границы в разных условиях (одиночная граница и граница в поле напряжений разрушенной соседней границы). Показано, что в нанокристаллических материалах распад малоугловых границ может являться эффективным альтернативным источником мобильных дислокаций, носителей пластической деформации. В п. 2.4 представлена модель структурной трансформации болыпеугловой границы зерна в поле внешнего сдвигового напряжения. Трансформации границы в рамках модели описывается в два этапа: на первом этапе граница прогибается, на втором осуществляется эмиссия частичных дислокаций, сопровождаемая образованием полос дефектов упаковки. Определены энергетические характеристики процесса эмиссии частичных дислокаций, найдены диапазоны физических параметров задачи, в которых эмиссия выгодна. В п. 2.5 приведено резюме к главе 2.

Третья глава посвящена теоретическому анализу некоторых видов трансформаций границ зерен в упругонапряженных высокотемпературных сверхпроводящих поликристаллических пленках. В п. 3.1 теоретически описано формирование нанозерен с 90° границами наклона в пленках типа YBaCuO. В рамках предложенной модели формирование нанозерен выступает как новый механизм релаксации напряжений несоответствия. В п. 3.2 предложена теоретическая модель трансформации малоугловой границы наклона в бикристал-лической пленке под действием напряжений несоответствия. Показано, что под действием этих напряжений происходит перераспределение дислокационной плотности в границе, что приводит к изменению критического сверхпроводящего тока. Сделана оценка, говорящая о том, что в общем случае под действием напряжений несоответствия критический ток увеличивается. В п. 3.3 приведено резюме к главе 3.

В четвертой главе рассмотрены специфические структурные трансформации, присущие фасетированным границам зерен в поликристаллах. В п. 4.1 теоретически описаны трансформации фасетированных малоугловых границ зерен в массивных высокотемпературных сверхпроводниках типа YBaCuO. Согласно предложенной модели полные решеточные дислокации, образующие фасетки границы зерна, имеют тенденцию к расщеплению, причем показано, что дислокации из центральных областей фасеток образуют расщепленные конфигурации с расстоянием расщепления (расстоянием между образующимися частичными дислокациями) большим, чем у дислокаций, располагающихся вблизи стыка фасеток. Последние дислокации расщепляются слабо. Проведена оценка влияния расщепления на плотность критического сверхпроводящего тока. Расчеты показали, что граница, образованная расщепленными дислокационными конфигурациями, имеет улучшенные транспортные свойства. В п. 4.2 предложен новый механизм релаксации напряжений несоответствия в поликристаллических пленках посредством трансформации плоской границы в фасетированную, фасетки которой являются асимметричными границами наклона. Определены энергетические характеристики плоской и фа-сетированной конфигурации границ и диапазоны физических параметров задачи, в которых выгодна подобная трансформация. В п. 4.3 приведено резюме к главе 4.

В заключении приведен перечень основных результатов и сформулированы основные выводы диссертации.

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались на международных конференциях: International Conference on Nanomaterials and Nanotechnologies (Крит, Греция, 2003), MRS Symposium "Mechanical Properties of Nanostructured Materials and Nanocomposites" (Бостон, США, 2003), международном семинаре "Nanostructured Materials Mechanics" (Санкт-Петербург, Россия, 2004), семинарах в Санкт-Петербургском государственном политехническом университете и институте проблем машиноведения РАН.

Основные публикации по теме работы

По теме работы опубликовано 8 научных статей в отечественных и зарубежных журналах (п. Л. 2).

Положения, выносимые на защиту:

• Модель распада малоугловых границ наклона в деформируемых нанокристаллических металлах под действием внешнего сдвигового напряжения, расчет критического напряжения разрушения малоугловых границ, анализ влияния распада малоугловых границ зерен на критическое напряжения распада соседних малоугловых границ.

• Модель трансформации (прогиб и испускание частичных дислокаций) болыиеугловых границ зерен в деформируемых нанокристаллических металлах под действием внешнего сдвигового напряжения, расчет энергетических характеристик образующихся систем дефектов, определение диапазонов параметров системы, при которых рассматриваемые трансформации являются энергетически выгодными.

• Модели структурных трансформаций границ зерен в упругонапряжен-ных высокотемпературных сверхпроводящих и поликристаллических пленках, движущей силой которых является релаксация напряжений несоответствия, расчет упругой энергии систем дефектов, образующих границы зерен, определение критических параметров, при которых описываемые трансформации границ зерен энергетически выгодны.

• Модели наномасштабных структурных трансформаций фасетированных границ зерен в высокотемпературных сверхпроводниках, движущей силой которых является релаксация упругой энергии материала, исследование условий прохождения этих трансформаций, путем определения энергетических характеристик образующихся систем зернограничных дефектов.

Заключение диссертации по теме «Механика деформируемого твердого тела», Бобылев, Сергей Владимирович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации получены следующие основные результаты:

1. Построена теоретическая модель распада малоугловых границ наклона в деформируемых нанокристаллических металлах под действием внешнего сдвигового напряжения. Рассчитаны критические напряжения разрушения одиночной малоугловой границы и малоутловых границ в присутствии разрушенной границы по соседству.

2. Построена теоретическая модель структурной трансформации больше-угловых границ зерен в деформируемых нанокристаллических металлах под действием внешнего сдвигового напряжения. Рассчитаны энергетические характеристики дефектных систем, образующих границу. Определены диапазоны параметров, в пределах которых описываемые трансформации энергетически выгодны.

3. Построены теоретические модели структурных трансформаций границ зерен в упругонапряженных высокотемпературных сверхпроводящих и поликристаллических пленках, движущей силой которых является релаксация напряжений несоответствия. Рассчитаны упругие энергии систем дефектов, образующих границы зерен, определены критические параметры, при которых описываемые трансформации границ зерен энергетически выгодны.

4. Построены теоретические модели наномасштабных структурных трансформаций фасетированных границ зерен в высокотемпературных сверхпроводниках, движущей силой которых является релаксация упругой энергии материала. Исследованы условия прохождения этих трансформаций, путем определения энергетических характеристик образующихся систем зернограничных дефектов.

На основании полученных результатов сделаны следующие ключевые выводы:

1. Мало- и большеугловые границы зерен в деформируемых нанокристал-лических металлах, в которых подавлено действие традиционных дислокационных источников, являются эффективными альтернативными источниками соответственно решеточных и частичных дислокаций, носителей пластической деформации (решеточного скольжения и деформации двойникованием).

2. Релаксация упругой энергии зернограничных дислокаций приводит к существенной неоднородности структуры (и потому транспортных свойств) малоугловых границ наклона вдоль плоских границ (с дискли-нациями) в сверхпроводящих пленках и фасеток (с расщепленными дислокациями) фасетированных границ в массивных сверхпроводниках.

3. В упруго напряженных сверхпроводящих пленках реализуются новые (необычные) механизмы релаксации упругой энергии несоответствия, а именно: зарождение новых межзеренных 90° границ, опоясывающих нанозерна; перераспределение дислокаций вдоль плоскостей малоугловых границ наклона; и образование фасетированных границ зерен, фасетки которых являются асимметричными границами наклона.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Бобылев, Сергей Владимирович, 2004 год

1. С. Suryanarayana. Nanocrystalline materials I I Inter. Mater. Rev. 40, 2, 41-64(1995).

2. K.S. Kumar, H. Swygenhoven, S. Suresh. Mechanical behavior of nanocrystalline metals and alloys // Acta Mater. 51, 19, 5743-5774 (2003).

3. H. Gleiter. Nanocrystalline materials // Progr. Mater. Sci. 33, 4, 223-315 (1989).

4. H. Gleiter. Nanostructured materials: State of the art and perspectives // Nanostruct. Mater. 6, 1/4, 3-14 (1995).

5. H. Ouyang, B. Fultz, H. Kuwano, in: Nanophases and Nanocrystalline Structures, eds. R.D. Shull and J.M. Sanchez (TMS, Warrendale, PA, 1993) p. 95.

6. K.S. Kumar, S. Suresh, M.F. Chisholm, J.A. Horton, P. Wang. Deformation of electrodeposited nanocrystalline nickel // Acta Mater. 51, 2, 387-405 (2003).

7. R.W. Siegel, G.J. Thomas. Grain-boundaries in nanophase materials // Ul-tramicroscopy 40, 3, 376-384 (1992).

8. G.J. Thomas, R.W Siegel, J.A. Eastman. Grain boundaries in nanophase palladium: High resolution electron microscopy and image simulation Scripta Metall. Mater. 24, 1, 201-206 (1990).

9. C. Schuh, T.G. Nieh, H. Iwasaki. The effect of solid solution W additions on the mechanical properties of nanocrystalline Ni // Acta Mater 51,2,431-443 (2003).

10. C.S. Pande, R.A. Masumura, R.W. Armstrong. Pile-up based Hall-Petch relation for nanoscale materials // Nanostruct. Mater. 2, 3, 323-331 (1993).

11. V.G. Gryaznov, M.Yu. Gutkin, A.E. Romanov, L.I. Trusov. On the yield stress of nanocrystals // J. Mater. Sci. 28, 16, 4359-4365 (1993).

12. M.Yu. Gutkin, I.A. Ovid'ko. Disclinations and yield stress of metallic glass-nanocrystal composites // Nanostruct. Maters. 2, 6, 631-636 (1993).

13. J.E. Carsley, J. Ning, W.W. Milligan, S.A. Hackney, E.C. Aifantis. A simple, mixtures-based model for the grain size dependence of strength in nanophase metals // Nanostruct. Maters. 5, 4, 441-448 (1995).

14. H.S. Kim. A composite model for mechanical properties of nanocrystalline materials // Scr. Mater. 39, 8, 1057-1061 (1998).

15. D.A. Konstantinidis, E.C. Aifantis. On the "anomalous" hardness of nanocrystalline materials // Nanostruct. Mater. 10, 7, 1111-1118 (1998).

16. H.S. Kim, Y. Estrin, M.B. Bush. Plastic deformation behaviour of finegrained materials // Acta Mater. 48, 2, 493-504 (2000).

17. C.S. Pande, R.A. Masumura. In: Processing and Properties of Nanocrystalline Materials. Ed. C.Suryanarayana, J. Singh, F.H. Froes. Warrendale, PA, TMS, 1996, p. 387.

18. Г.А. Малыгин Г. А. Нарушение закона Холла-Петча в микро- и нанокристаллических материалах // ФТТ 37, 8, 2281-2292 (1995).

19. К. Lu, M.L. Sui. An explanation to the abnormal Hall-Petch relation in nanocrystalline materials // Scr. Metall. Mater. 28, 12, 1465-1470 (1993).

20. A modified model for Hall-Petch behavior in nanocrystalline materials // Scr. Mater. 27, 9, 1195-1200 (1992).

21. С.Г. Зайченко, A.M. Глезер. Дисклинационный механизм пластической деформации нанокристаллических материалов // ФТТ 39, 11,2023-2028 (1997).

22. R.W. Siegel, G.E. Fougere. Mechanical properties of nanophase metals // Nanostruct. Mater. 6, 1/4, 205-216 (1995).

23. R.W. Siegel. Nanophase materials // Encycl. of Appl. Physics, 11, Ed. G.L.Trigg. Weinheim, VCH, 1994, p. 173-200.

24. H. Hahn, P. Mondal, K.A. Padmanabhan. Plastic deformation of nanocrys-talline materials // Nanostruct. Mater. 9, 1/8, 603-606 (1997).

25. A.A Fedorov, M.Yu. Gutkin, I.A. Ovid'ko. Transformations of grain boundary dislocation pile-ups in nano- and polycrystalline materials // Acta Mater. 51, 4, 887-898 (2003).

26. V. Yamakov, D. Wolf, S.R. Phillpot S.R., H. Gleiter. Grain-boundary diffusion creep in nanocrystalline palladium by molecular-dynamics simulation // Acta Mater. 50, 1, 61-73 (2002).

27. H. van Swygenhoven, M. Spavzer, A. Caro, D. Farkas. Competing plastic deformation mechanisms in nanophase metals // Phys. Rev. В 60, 1, 22-25 (1999).

28. H. Van Swygenhoven, M. Spaczer, A. Caro. Microscopic description of plasticity in computer generated metallic nanophase samples: a comparison between Cu and Ni // Acta Mater. 47, 10, 3117-3126 (1999).

29. J. Schiotz, T. Vegge, F.D. Di Tolla, K.W. Jacobsen. Atomic-scale simulations of the mechanical deformation of nanocrystalline metals // Phys. Rev. В 60, 17, 11971-11983 (1999).

30. V. Yamakov, D. Wolf, M. Salazar, S.R. Phillpot, H. Gleiter. Length-scale effects in the nucleation of extended lattice dislocations in nanocrystalline A1 by molecular-dynamics simulation // Acta Mater. 49, 14, 2713-2722 (2001).

31. V. Yamakov, D. Wolf, S.R. Phillpot, A.K. Mukherjee, H. Gleiter. Dislocation processes in the deformation of nanocrystalline aluminium by molecular-dynamics simulation // Nature Materials 1,1, 45-48 (2002).

32. H.W. Song, S.R. Guo, Z.Q. Hu. A coherent polycrystal model for the inverse Hall-Petch relation in nanocrystalline materials // Nanostruct. Mater. 11, 2, 203-210 (1999).

33. A.H. Chokshi, A. Rosen, J. Karch, H. Gleiter. On the validity of the Hall-Petch relationship in nanocrystalline materials // Scr. Metall. 23, 10, 1679-1684(1989).

34. R.A. Masumura, P.M. Hazzledine, C.S. Pande. Yield stress of fine grained materials // Acta Mater. 46, 13, 4527-4534 (1998).

35. A.A. Fedorov, M.Yu. Gutkin, I.A. Ovid'ko. Triple junction diffusion and plastic flow in fine-grained materials // Scr. Mater. 47, 1, 51-55 (2002).

36. Q. Wei, D. Jia, K.T. Ramesh, E. Ma. Evolution and microstructure of shear bands in nanostructured Fe // Appl. Phys. Lett. 81, 7, 1240-1242 (2002).

37. D. Jia, K.T. Ramesh KT, E. Ma. Effects of nanocrystalline and ultrafine grain sizes on constitutive behavior and shear bands in iron // Acta Mater. 51, 12, 3495-3509 (2003).

38. M.W. Chen, E. Ma, K.J. Hemker, H.W. Sheng, Y.M. Wang, X.M. Cheng. Deformation twinning in nanocrystalline aluminum // Science 300, 5623, 1275-1277 (2003).

39. X.Z. Liao, F. Zhou, E.J. Lavernia, S.G. Srinivasan, M.I. Baskes, D.W. He, Y.T. Zhu. Deformation mechanism in nanocrystalline Al: Partial dislocation slip // Appl. Phys. Lett. 83, 4, 632-634 (2003).

40. X.Z. Liao, F. Zhou, E.J. Lavernia, D.W. He, Y.T. Zhu. Deformation twins in nanocrystalline Al // Appl. Phys. Lett. 83, 24, 5062-5064 (2003).

41. X.Z. Liao, F. Zhou, S.G. Srinivasan, Y.T. Zhu, R.Z. Valiev, D.V. Gunderov. Deformation twinning in nanocrystalline copper at room temperature and low strain rate // Appl. Phys. Lett. 84, 4, 592-594 (2004).

42. M. Murayama, J.M. Howe, H. Hidaka, S. Takaki. Atomic-level observation of disclination dipoles in mechanically milled, nanocrystalline Fe // Science 295, 5564, 2433-2435 (2002).

43. I.A. Ovid'ko. Materials science Deformation of nanostructures // Science 295,5564,2386-2386(2002).

44. M.Yu. Gutkin, A.L. Kolesnikova, I.A. Ovid'ko, N.V. Skiba. Disclinations and rotational deformation in fine-grained materials // Philos. Mag. Lett. 81, 12,651-7 (2002).

45. M.Yu. Gutkin, I.A. Ovid'ko IA, N.V. Skiba. Crossover from grain boundary sliding to rotational deformation in nanocrystalline materials // Acta Mater. 51, 14, 4059-71 (2003).

46. H. Hahn, K.A. Padmanabhan. A model for the deformation of nanocrystalline materials // Philos. Mag. В 76, 4, 559-571 (1997).

47. D. Dimos, P. Chaudhari, J. Mannhart, F.K. LeGoues. Orientation dependence of grain-boundary critical currents in YBa2Cu307(5 bicrystals // Phys. Rev. Lett. 61, 2,219-222 (1988).

48. D. Dimos, P. Chaudhari, J. Mannhart. Superconducting transport properties of grain boundaries in YBa2Cu307($ bicrystals // Phys. Rev. В 41, 7, 40384049 (1990).

49. Z.G. Ivanov, P.-X. Nilsson, D. Winkler, J.A. Alarco, T. Claeson, E.A. Stepantsov, A.Ya. Tzalenchuk. Weak links and dc SQUIDS on artificial nonsymmetric grain boundaries in YBa2Cu307j // Appl. Phys. Lett. 59,23,3030-3032 (1991).

50. S.E. Russek, D.K. Lathrop, B.H. Moeckly, R.A. Buhrmann, D.H. Shin, J. Silcox. Scaling behavior of YBa2Cu307<5 thin-film weak links // Appl. Phys. Lett. 57, 11, 1155-1157 (1990).

51. N.D. Browning, E.M. James, K. Kyosuke, I. Arslan, J.P. Buban, J.A. Zab-orac, S.J. Pennycook, Y. Xin, G. Duscher. Scanning transmission electronmicroscopy: an experimental tool for atomic scale // Rev. Adv. Mater. Sci. 1, 1, 1-26 (2000).

52. S.E. Babcock, J.L. Vargas. The nature of grain boundaries in the high-Tc superconductors // Annu. Rev. Mater. Sci. 25, 193-222 (1995).

53. M. Prester. Current transfer and initial dissipation in high-Tc superconductors // Supercond. Sci. Technol. 11, 4, 333-357 (1998).

54. M.F. Chisholm, S.J. Pennycook. Structural origin of reduced critical currents at УВагСизОу-я grain boundaries // Nature 351, 47^9 (1991).

55. D. Agassi, C.S. Pande, R.A. Masumura. Superconductor superlattice model for small-angle grain boundaries in Y-Ba-Cu-O // Phys. Rev. В 52, 22, 16237-16245 (1995).

56. J. A. Alarco, E. Olsson. Analysis and prediction of the critical current density across 001]-tilt УВагСизОу-^ grain boundaries of arbitrary misorientation angles // Phys. Rev. В 52, 18, 13625-13630 (1995).

57. E.Z. Meilikhov. Modified dislocation model of intergrain tilt boundaries in HTSC // Physica С 271, 3/4, 277-285 (1996).

58. S.A. Kukushkin, A.V. Osipov, I.A. Ovid'ko. Critical current density in poly-crystalline high-Tc superconductors with disordered tilt boundaries // Mater. Phys. Mech. 1, 1, 49-53 (2000).

59. C.A. Кукушкин, И.А. Овидько, A.B. Осипов. Критический ток в высокотемпературных сверхпроводниках с неупорядоченными межзеренными границами наклона // Письма в ЖТФ 26, 14, 36—41 (2000).

60. A. Gurevich, Е.А. Pashitskii. Current transport through low-angle grain boundaries in high-temperature superconductors // Phys. Rev. В 57, 21, 13878-13893 (1998).

61. I.A. Ovid'ko. Dilatation stresses and transport properties of grain boundaries in high-Tc superconductors // Mater. Sci. Eng. A 313, 1/2, 207-217 (2001).

62. H. Betouras, R. Joynt. Theoretical study of the critical current of YBa2Cii307j bicrystals with hole-deficient grain boundaries // Physica С 250, 3-4, 256-64 (1995).

63. К. Jagannadham, J. Narayan. // Philos. Mag. В 61, 129 (1990).

64. H. Hilgenkamp, J. Mannhart. Intrinsic weak link originating from tilt in contacts between dx2y2 wave superconductors // Appl. Phys. A 64, 6, 553554 (1997).

65. H. Hilgenkamp, J. Mannhart. Superconducting and normal-state properties of YBa2Cu307x-bicrystal grain boundary junctions in thin films // Appl. Phys. Lett. 73, 2, 265-267 (1998).

66. J. Mannhart, H. Hilgenkamp. Wavefunction symmetry and its influence on superconducting devices Supercond. Sci. Technol. 10, 12, 880-883 (1997).

67. A. Schmehl, B. Goetz, R.R. Shulz, C.W. Schneider, H. Bielefeldt, H. Hilgen-camp H, J. Mannhart. Doping-induced enhancement of the critical currents of grain boundaries in УВа2Сиз07«5 // Europhys. Lett. 47, 1, 110-115 (1999).

68. D.M. Kroeger, A. Choudhury, J. Brynestad, R.K. Williams, R.A. Padgett, W.A. Coghlan. Grain-boundary compositions in УВа2Сиз07х from Auger electron spectroscopy of fracture surfaces // J. Appl. Phys. 64, 1, 331-5 (1988).

69. A.M. Campbell. Critical currents of barriers in high-Tc superconductors // Supercond. Sci. Technol. 2, 5, 287-293 (1989).

70. S.V. Stolbov, M.K. Mironova, K. Salama. Microscopic origins of the grain boundary effect on the critical current in superconducting copper oxides // Supercond. Sci. Tech. 12, 12, 1071-1074 (1999).

71. Y. Zhu, Q. Li, Y.N. Tsay, M. Suenaga, G.D. Gu, N. Koshizuka. Structural origin of misorientation-independent superconducting behavior at 001] twist boundaries in Bi2Sr2CaCu208+£ // Phys. Rev. В 57, 14, 8601-8 (1998).

72. Q. Li, Y.N. Tsay, M. Suenaga, G.D. Gu, N. Koshizuka. Supercurrent transport across 001] twist grain boundaries in Bi2Sr2CaCu2C>8-H* bicrystals // Supercond. Sci. Technol. 12, 12, 1046-9 (1999).

73. Q. Li, Y.N. Tsay, M. Suenaga, R.A. Klemm, G.D. Gu, N. Koshizuka. Bi2Sr2CaCu208+5 bicrystal c-axis twist josephson junctions: a new phase-sensitive test of order parameter symmetry // Phys. Rev. Lett. 83, 20,4160-3 (1999).

74. M.F. Chisholm, D.A. Smith. Low angle tilt grain boundaries in УВагСизОт-а superconductors // Philos. Mag. A. 59, 2, 181-197 (1989).

75. I-F. Tsu, J-L. Wang, D.L. Kaiser, S.E. Babcock. A comparison of grain boundary topography and dislocation network structure in bulk-scale 001] tilt bicrystals of Bi2Sr2CaCu208+x and YBa2Cu307£ // Physica С 306, 3/4, 163-187 (1998).

76. T.S. Orlova, J.Y. Laval, B.I. Smirnov. Correlation between superconducting transport properties and grain boundary microstructure in high-Tc superconducting ceramics // Mater. Phys. Mech. 1, 1, 39^4 (2000).

77. S. Li, M. Bredehofi, W. Gao, T. Chandra, S.X. Dou. The formation and distribution of texture microstructure produced by mechanical deformation in silver-sheathed BSCCO superconductors // Supercond. Sci. Technol. 11, 10, 1011-1016(1998).

78. A.F. Marshall, R. Ramesh. Microstructure of interfaces in high temperature superconductor thin films // Interfaces in High-Tc Superconducting Systems, ed. by S.L. Shinde, D.A. Rudman, Springer, New-York, 1994, pp. 71-115.

79. P. Zhang, Т. Haage, H-U. Habermeier, A. Kazimirov, T. Ruf, M. Cardona. Abnormal Raman intensity enhancement of Cu-Cu vibration with film thickness reduction in YBaCuOr-j on LaSrA104 // J. Alloys & Compounds 251, 1, 70-73 (1997).

80. H.Y. Zhai, I. Rusakova, R. Fairhurst, W.K. Chu. Phil. Mag. Lett. Different relaxation mechanisms of epitaxial strain in YBa2Cu307j films deposited on SrTi03 and LaA103 // Philos. Mag. Lett. 81, 10, 683-690 (2001).

81. R. Haslinger, R. Joynt. Theory of percolative conduction in poly crystalline high-temperature superconductors // Phys. Rev. В 61, 6, 4206-4214 (2000).

82. В. Zeimetz, B.A. Glowacki, J.E. Evetts. Resistor network model for simulation of current and flux percolation in granular coated conductors // Physica С 372, 767-770, (2002).

83. I.A. Ovid'ko. Effects of misfit stresses on high-Tc superconductivity in thin-film cuprates // J. Phys.: Condens. Matter. 13, 4, L97-103 (2001).

84. M.Yu. Gutkin, I.A. Ovid'ko. Transformations of low-angle tilt boundaries in high-Tc superconductors // Phys. Rev. В 63, 6, 064515-064523 (2001).

85. S.V. Bobylev, I.A. Ovid'ko. Effect of misfit stresses on the structure and transport properties of grain boundaries in high-Tc superconducting films // Phys. Rev. В 64, 22, 224507(1-10) (2001).

86. H. Kung, J.P. Hirth, S.R. Foltyn, P.N. Arendt, Q.X. Jia, M.P. Maley. Dissociation of grain boundary dislocations in YBa2Cu307i-coated conductors // Philos. Mag. Lett. 81, 2, 85-93 (2001).

87. I-F. Tsu, S.E. Babcock, D.L. Kaiser. Faceting, dislocation network structure, and various scales of heterogeneity in YBa2Cu307(j low-angle 001] tilt boundary // J. Mater. Res. 11, 6, 1383-1397 (1996).

88. J-P. Locquet, J. Perret, J. Fompeyrine, X. Machler, J.W. Seo, G. van Ten-deloo. Doubling the critical temperature of Lai.9Sro.lCu04 using epitaxial strain // Nature 394, 453-456 (1998).

89. S. Kret, P. Ruterana, V. Potin, G. Nouet, in MRS 2000 Fall Meeting Abstracts, MRS: Boston, 2000, p. 188.

90. E.O. Hall. Deformation and ageing of mild steel // Proc. Phys. Soc. London B, 64, 1, 747-753 (1951).

91. NJ. Petch N.J. The cleavage strength of poly crystals // J. Iron Steel Inst., 174, 25-28 (1953).

92. М.Ю. Гуткин, И.А. Овидько. Физическая механика деформируемых наноструктур. Том 1 // Янус, Санкт-Петербург, 2003, 194с.

93. U.F. Kocks. The relation between polycrystal deformation and single crystal deformation // Metal. Trans. 1, 5, 1121-1143 (1970).

94. В.И. Владимиров, A.E. Романов. Дисклинации в кристаллах. JI., Наука (1986). 224 с.

95. Micromechanics of defects in nanostructured materials // Nanostructured Materials: Science and Technology. Eds. G.-M.Chow, N.I.Noskova. Dordrecht/Boston/London, Kluwer Academic Publishers, 1998, p. 207-242.

96. В.Г. Грязнов, A.M. Капрелов, A.E. Романов. О критической устойчивости дислокаций в микрокристаллах // Письма в ЖТФ 15, 2, 39-44 (1989).

97. J.H. van der Merwe. Proc. Phys. Soc. London Sect A 63, 616 (1950).

98. A.P. Sutton, R.W. Balluffi. Interfaces in crystalline materials // Claredon Press, Oxford, 1995, 819p.

99. Дж. Хирт, И. Лоте. Теория дислокаций. М., Атомиздат, 1974, 600 с.

100. U.F. Kocks, A.S. Argon, M.F. Ashby. Progr. Mater. Sci. 19, 1, 1-5 (1975).

101. J.R. Weertman, P.G. Sanders. Plastic deformation of nanocrystalline metals // Sol. State Phenom. 35-36, 1, 249-62 (1994).

102. M.Yu. Gutkin, I.A. Ovid'ko. Misfit dislocations and phase transformations in high-rc superconducting films // J. Phys.: Condens. Matter 14,47,1255112562 (2002).

103. M.Yu. Gutkin, I.A. Ovid'ko. Plastic Deformation in Nanocrystalline Materials // Springer, Berlin, 2004.

104. T. Mura. Micromechanics of defects in solids // Martinus Nijhoff, Dordrecht, 1987.

105. D. Udler, D.N. Seidman. Grain boundary and surface energies of fee metals // Phys. Rev. В 54, 16, R11133-11136 (1996).

106. I.A. Ovid'ko, A.G. Sheinerman. Triple junction nanocracks in deformed nanocrystalline materials // Acta Mater. 52, 5, 1201-1209 (2004).

107. M.Yu. Gutkin, I.A. Ovid'ko, N.V. Skiba. Strengthening and softening mechanisms in nanocrystalline materials under superplastic deformation // Acta Mater. 52, 6, 1711-1720 (2004).

108. M.Yu. Gutkin, I.A. Ovid'ko, A.G. Sheinerman. Misfit dislocations in wire composite solids // J. Phys.: Condens. Matter. 12, 25, 5391-5401 (2000).

109. E.A. Fitzgerald. Dislocations in strained layer epitaxy: theory, experiment, and applications // Mater. Sci. Rep. Mater. Sci. Rep. 7, 1, 87-142 (1991).

110. J.H. van der Merwe. Misfit dislocation generation in epitaxial layers // Grit. Rev. Sol. State and Mater. Sci. 17, 3, 187-209 (1991).

111. T.J. Gosling, J.R. Willis. The energy of arrays of dislocations in anisotropic half-space // Philos. Mag. A 69, 1, 65-90 (1994).

112. T.J. Gosling, R. Bullough, S.C. Jain, J.R. Willis. Misfit dislocation distributions in capped (buried) strained semiconductor layers // J. Appl. Phys. 73, 12, 8267-8278 (1993).

113. S.C. Jain, A.H. Harker, R.A. Cowley. Misfit strain and misfit dislocations in lattice mismatched epitaxial layers and other systems // Phil. Mag. A 75, 6, 1461-1515 (1997).

114. I.A. Ovid'ko. Misfit dislocation walls in solid films // J. Phys.:Condens. Mat. 11, 34, 6521-6527 (1999).

115. J.R. Willis, S.C. Jain, R. Bullough. The energy of an array of dislocations in an epitaxial layer: implications for strain relaxation in semiconductor heterostructures // Phil. Mag. A 62, 115-129 (1990).

116. T.J. Gosling, S.C. Jain, J.R. Willis, A. Atkinson, R. Bullough. Stable configurations in strained epitaxial layers // Philos. Mag. A 66, 1, 119-132 (1992).

117. A. Atkinson, S.C. Jain. The energy of finite system of misfit dislocations in epitaxial strained layers // J. Appl. Phys. 72, 6, 2242-2248 (1992).

118. G. Mobus, E. Shummann, G. Dehm, M. Ruehle. Measurement of coherency states of metal-ceramic interfaces by HREM image-processing // Phys. Status Solidi (a) 150, 1, 77-87 (1995).

119. I.A. Ovid'ko, A.G. Sheinerman. Misfit dislocations in multilayered films on disclinated substrates // J. Phys.: Condens. Matter 13, 35, 7937-7951 (2001).

120. I.A. Ovid'ko, A.G. Sheinerman. Dislocation dipoles in nano-scale films with compositional inhomogeneities // Philos. Mag. A 82, 16, 3119-3127 (2002).

121. I.A. Ovid'ko, A.G. Sheinerman. Hyperdislocations in misfit dislocation networks in solid films // J. Phys.: Condens. Matter 15, 12, 2127-2135 (2003).

122. I.A. Ovid'ko, A.G. Sheinerman, N.V. Skiba. Competing relaxation mechanisms in strained semiconducting and superconducting films // J. Phys.: Condens. Matter 15, 8, 1173-1181 (2003).

123. H.M. Плакида. Высокотемпературные сверхпроводники. M., Международная программа образования, 1996, 288с.

124. С.П. Тимошенко, Дж. Гудьер. Теория упругости. М., Наука, 1979. 560 с.

125. H.Y. Zhai, W.K. Chu. Effect of interfacial strain on critical temperature of УВагСизОт-я thin films // Appl. Phys. Lett. 76, 23, 3469-3471 (2000).

126. A.H. Carim, Т.Е. Mitchell. 90° boundaries and associated interfacial and stand-off partial dislocations in YBa2Cu307x H Ultramicroscopy 51, 228238 (1993).

127. I.A. Ovid'ko. Interfaces and misfit defects in nanostructured and polycrys-talline films // Rev. Adv. Mater. Sci. 1, 2, 61-107 (2000).

128. I.A. Ovid'ko. Nanostructured films and coatings // NATO Science Ser., ed. by G.-M. Chow, I.A. Ovid'ko, T. Tsakalakos, Kluwer, Dordrecht, 2000, pp. 231-246.

129. V.Yu. Gertsman, A.A. Nazarov, A.E. Romanov, R.Z. Valiev, V.I. Vladimirov. Philos. Mag. A 59, 1113 (1989).

130. K.N. Mikaelyan, I.A. Ovid'ko, A.E. Romanov. Disclination-structural-unit model of quasiperiodic tilt boundaries of finite extent // Mater. Sci. Eng. A 288, 1, 61-65 (2000).

131. A.L. Kolesnikova, I.A. Ovid'ko, A.E. Romanov. Misfit disclination structures in nanocrystalline films, Solid State Phenomena // Solid State Phenom. 87, 265-276 (2001).

132. N.F. Heinig, R.D. Redwing, I-F. Tsu, A. Gurevich, J.E. Nordman, S.E. Bab-cock, D.C. Larbalestier. Evidence for Channel Conduction in Low Misori-entation Angle 001] Tilt YBa2Cu307x Bicrystal Films // Appl. Phys. Lett. 69, 4, 577-579 (1996).

133. B.J. Miller, T.A. Roberts, J.H. Kang, J. Talvacchio, D.B. Buchholz, R.P.H. Chang. Meandering grain-boundaries in УВа2СизОу bi-crystall thin-films // Appl. Phys. Lett. 66, 19, 2561-2563 (1995).

134. C. Traeholt, J.G. Wen, H.W. Zandbergen, Y. Shen, J.W.M. Hilgenkamp. ТЕМ investigation of УВа2Сиз07а thin-films on SrTi03 bicrystals // Phys-ica С 230, 3/4, 425^134 (1994).

135. В. Kabius, J.W. Seo, T. Amrein, U. Dahne, A. Scholen, M. Siegel, K. Urban, L. Schultz. Grain-boundary structure of thin-films of УВа2Сиз07^ and Bi2Sr2CaCu208+x on bicrystalline substrates // Physica С 231, 1/2, 123130 (1994).

136. Т. Мига. Advances in Materials Research // vol.3, Interscience Publ., New York, 1968, p. 1-108.

137. Ю.А. Тхорик, JI.C. Хазан. Пластическая деформация и дислокации несоответствия в гетероэпитаксиальных системах // Наукова Думка, Киев, 1983, 304с.

138. М.Ю. Гуткин, И.А. Овидько. Дефекты и механизмы пластичности в на-ноструктурных и некристаллических материалах // Янус, С-Петербург, 2001, 180с.

139. S.C. Jain, T.J. Gosling, J.R. Willis, D.H.J. Totterdell, R. Bullough. A new study of critical layer thickness, stability and strain relaxation in pseudo-morphic GexSiix strained epilayers // Philos. Mag. A 65, 5, 1151-1167 (1992).

140. F. Bailly, M. Barbe, G. Cohen-Solal. Setting up of misfit dislocations in heteroepitaxial growth and critical thicknesses // J. Cryst. Growth 153, 3/4, 115-122 (1995).

141. M.Yu. Gutkin, A.E. Romanov, E.C. Aifantis. Screw dislocation near a triple junction of phases with different elastic moduli. 1. General solution // Phys. Stat. Sol. (a) 153, 1, 65-75 (1995).

142. М.Ю. Гуткин, K.H. Микаэлян, И.А. Овидько. Равновесные конфигурации частичных дислокаций несоответствия в тонкопленочных гетеро-системах // ФТТ 40, 11, 2059-2065 (2001).

143. И.А. Овидько. Дисклинации несоответствия на межфазных границах кристалл / кристалл и кристалл / стекло // ФТТ 41, 9, 1637-1643 (1999).

144. А.Ф. Андреев, Ю.А. Косевич. ЖЭТФ 81, 1435 (1981).

145. G.C. Hasson, С. Goux. Interfacial energies of tilt boundaries in aluminium. Experimental and theoretical determination // Scr. Met. 5, 10, 889-894 (1971).

146. JL2. Список публикаций по теме диссертации

147. S.V. Bobylev, I.A. Ovid'ko. Effects of misfit stresses on the structure and transport properties of grain boundaries in high-Tc superconducting films // Phys. Rev. В 64, 22, 224507(1-4) (2001).

148. C.B. Бобылев, И.А. Овидько. Фасетированные границы зерен в поликристаллических пленках // ФТТ 45, 10, 1833-1838 (2003).

149. С.В. Бобылев, И.А. Овидько. // Дислокационная структура и транспортные свойства малоугловых границ наклона в высокотемпературных сверхпроводниках // ЖТФ 73, 6, 61-65 (2003).

150. S.V. Bobylev, I.A. Ovid'ko. Transformations of faceted grain boundaries in high-Tc superconductors // Phys. Rev. В 67, 13, 132506(1^1) (2003).

151. S.V. Bobylev, M.Yu. Gutkin, I.A. Ovid'ko. Nanograins with 90° grain boundaries in high transition temperature superconducting films // J. Phys.: Condens. Matter 15, 46, 7925-7937 (2003).

152. S.V. Bobylev, M.Yu. Gutkin, I.A. Ovid'ko. Decay of low-angle tilt boundaries in deformed nanocrystalline materials // J. Phys. D: Appl. Phys. 37, 2, 269-272 (2004).

153. C.B. Бобылев, М.Ю. Гуткин, И.А. Овидько. Цепной распад малоугловых границ наклона в нанокристаллических твердых телах // ФТТ 46, 11 (2004).

154. S.V. Bobylev, M.Yu. Gutkin, I.A. Ovid'ko. Transformations of grain boundaries in deformed nanocrystalline materials // Acta Mater. 52 (2004).