Образование полостей в пентагональных частицах: модель зернограничной диффузии

Аннотация

Предложена аналитическая модель зарождения пор за счёт зернограничной диффузии вакансий в пентагональных кристаллах. Согласно этой модели, основной вклад в процесс образования пор вносят потоки вакансий вдоль двойниковых границ. Уравнение эволюции поры выведено из разности химических потенциалов на внутренней и внешней поверхностях частицы, определённой в рамках энергетического подхода, с учётом энергии поверхности частицы и энергии двойниковых границ, а также упругой энергии дисклинации. Модель предсказывает существование критических и оптимальных размеров пор и определяет условия, при которых поры растут, стабилизируются или уменьшаются вплоть до полного растворения. Показано, что в изначально сплошных пентагональных частицах Cu под действием внутренних напряжений может образовываться центральная пора. Это открывает перспективный способ получения полых структур.