10.09.2025
Nonadiabatic Dynamics of Atoms and Electroplastic Effect in Metals
В журнале «Physical mesomechanics» опубликована статья Хона Ю.А. «Nonadiabatic Dynamics of Atoms and Electroplastic Effect in Metals», в которой раскрывается механизм загадочного электропластического эффекта в металлах.
Электропластическим эффектом называется резкое снижение деформирующего напряжения металлов при пропускании импульсов электрического тока. Это явление, обнаруженное в Советском Союзе в конце 1960-х – начале 1970-х годов, получило многократное экспериментальное подтверждение и нашло широкое практическое применение в различных технологических процессах обработки материалов. Но механизм электропластического эффекта оставался загадочным, ни один из предложенных ранее не объяснял совокупность экспериментальных данных.
В статье показано, что основная причина такого положения дел состоит в предположении о термически активированном механизме смещения атомов и дислокаций. Этот механизм применим, строго говоря, только к замкнутым системам, в которых динамика атомов является адиабатической (электроны мгновенно подстраиваются под медленное движение ядер). Деформируемое твердое тело является открытой системой ядер и электронов. В таких системах помимо термически активированных смещений атомов возможны атермические смещения, определяемые неадиабатическими переходами атомов Ландау–Зинера между пересекающимися поверхностями потенциальной энергии при подбарьерных электронных переходах. Вероятность переходов Ландау-Зинера от температуры не зависит и экспоненциально возрастает с увеличением скорости деформации. В замкнутой системе переходы Ландау-Зинера не происходят. Прохождение импульса электрического тока по деформируемому образцу приводит к дополнительным смещениям атомов во всем объеме образца, увеличивает скорость атермических смещений дислокаций, повышает скорость пластической деформации, что приводит к падению деформирующего напряжения. Дается объяснение наблюдаемым экспериментально закономерностям электропластической деформации.
ISSN 1029-9599, Physical Mesomechanics, 2025, Vol. 28, No. 4, pp. 431–438. © Pleiades Publishing, Ltd., 2025. Russian Text © The Author(s), 2025, published in Fizicheskaya Mezomekhanika, 2025, Vol. 28, No. 2, pp. 5–12.
Электропластическим эффектом называется резкое снижение деформирующего напряжения металлов при пропускании импульсов электрического тока. Это явление, обнаруженное в Советском Союзе в конце 1960-х – начале 1970-х годов, получило многократное экспериментальное подтверждение и нашло широкое практическое применение в различных технологических процессах обработки материалов. Но механизм электропластического эффекта оставался загадочным, ни один из предложенных ранее не объяснял совокупность экспериментальных данных.
В статье показано, что основная причина такого положения дел состоит в предположении о термически активированном механизме смещения атомов и дислокаций. Этот механизм применим, строго говоря, только к замкнутым системам, в которых динамика атомов является адиабатической (электроны мгновенно подстраиваются под медленное движение ядер). Деформируемое твердое тело является открытой системой ядер и электронов. В таких системах помимо термически активированных смещений атомов возможны атермические смещения, определяемые неадиабатическими переходами атомов Ландау–Зинера между пересекающимися поверхностями потенциальной энергии при подбарьерных электронных переходах. Вероятность переходов Ландау-Зинера от температуры не зависит и экспоненциально возрастает с увеличением скорости деформации. В замкнутой системе переходы Ландау-Зинера не происходят. Прохождение импульса электрического тока по деформируемому образцу приводит к дополнительным смещениям атомов во всем объеме образца, увеличивает скорость атермических смещений дислокаций, повышает скорость пластической деформации, что приводит к падению деформирующего напряжения. Дается объяснение наблюдаемым экспериментально закономерностям электропластической деформации.
ISSN 1029-9599, Physical Mesomechanics, 2025, Vol. 28, No. 4, pp. 431–438. © Pleiades Publishing, Ltd., 2025. Russian Text © The Author(s), 2025, published in Fizicheskaya Mezomekhanika, 2025, Vol. 28, No. 2, pp. 5–12.