Моделирование повышения пластичности материалов под действием импульсов электрического тока

Abstract

Исследован электропластический эффект (ЭПЭ) - повышение пластичности металлов под действием импульсов электрического тока. Рассмотрен механизм ЭПЭ в рамках модели дислокационной струны, преодолевающей стопоры в результате возбуждения ее колебаний фононами. На основе модели случайных толчков (по методу Ланжевена), которые совершают фононы, показано, что термодинамический подход описать ЭПЭ не может. Предложен кинетический подход к проблеме ЭПЭ, основанный на вычислении частоты отрыва дислокаций от препятствий через неравновесную функцию распределения фононов, которая является решением двухкомпонентной электрон-фононной системы уравнений в электрическом поле.

Досліджено електропластичний ефект (ЕПЕ) – підвищення пластичності металів під дією імпульсів електричного струму. Розглянуто механізм ЕПЕ у рамках моделі дислокаційної струни,що долає стопори внаслідок збудження її коливань фононами. На основі моделі випадкових товчків(за методом Ланжевена), які здійснюють фонони,показано,що термодинамічний рівноважний підхід ефекту ЕПЕ описати не взмозі. Запропоновано кінетичний підхід до проблеми ЕПЕ, що заснований на обчисленні нерівноважної функції розподілу фононів, яка є розв’язком двохкомпонентної електрон-фононної системи рівнянь у електричному полі.

Enhancement of plasticity of metals under electric current pulses – so called electro-plastic effect (EPE) is investigated. The EPE mechanism is considered in the model of dislocation string overcoming local obstacles due to phonon-induced vibrations. It is shown that phonon-induced vibrations in the thermodynamic equilibrium are too weak to explain the EPE. A kinetic approach is proposed based on evaluation of non-equilibrium distribution functions of electrons and phonons by solving numerically the two-component system of kinetic equations describing electrons and electric field.