Показано, что наблюдаемое в экспериментах изменение микрорельефа поверхности металла при интенсивном облучении определяется гидродинамическими течениями в расплавленном слое металла и упругопластическими деформациями в твёрдой фазе. Упругопластические деформации в нагретом облучением поверхностном слое металла приводят к уменьшению неровностей рельефа. При плавлении металла под действием интенсивного облучения поверхностное натяжение возбуждает на поверхности капиллярные волны, вязкое затухание этих волн приводит к сглаживанию неровностей поверхности. Силы инерции, возникающие при расширении нагретого вещества, могут вызвать развитие неустойчивости Рихтмайера-Мешкова на облучаемой поверхности, что приводит к образованию микрократеров.
2. Теоретическая модель высокоскоростной пластической деформации крупнозернистых и мелкозернистых металлов.
Модель учитывает движение дислокаций внутри зёрен и проскальзывание по границам зёрен как конкурирующие механизмы пластической деформации. При описании ансамбля дислокаций в зёрнах учитываются псевдорелятивистские поправки для силы трения и скорости генерации дислокаций, что позволет описать нелинейный рост скорости генерации дислокаций с ростом скорости деформации. При уменьшении размера зерна эффективность дислокационного механизма пластической деформации понижается, а эффективность зернограничного проскальзывания повышается.
3. Уменьшение длительности импульса облучения при фиксированной плотности вложенной энергии приводит к увеличению амплитуды генерируемой в металле ударной волны и, как следствие, к увеличению интенсивности модификации дислокационной подсистемы.
Для каждой энергии частиц существует оптимальная длительность импульса - порядка одной десятой отношения пробега быстрых частиц в металле к продольной скорости звука: при такой длительности импульса расширение вещества во время облучения пренебрежимо мало и в нём реализуется режим изохорного нагрева. Дальнейшее уменьшение длительности импульса не влияет на амплитуду генерируемой облучением ударной волны и конечную плотность дислокаций.
4. Теоретическая модель разрушения металлов при высокоскоростной деформации растяжения, учитывающая гомогенное и гетерогенное термофлуктуационное зарождение микроповреждений, их рост и объединение. Модель описывает изменение динамической прочности металлов в зависимости от скорости деформации и температуры в широких диапазонах изменения последних.
Показано, что при скоростях деформации < 108 с-1 зарождение микроповреждений происходит в режиме гетерогенной нуклеации, а при скоростях деформации > 108 с-1 - в режиме гомогенной нуклеации. Это приводит к изменению характера зависимости динамической прочности от скорости деформации при превышении последней уровня ~ 108 с-1.
5. При режимах облучения, вызывающих изохорный нагрев, расширение нагретого металла приводит к возникновению в нём растягивающих напряжений величиной в несколько ГПа даже при интенсивности облучения, не приводящей к плавлению. В результате может происходить разрушение облучаемой поверхности образца в твёрдой фазе, при этом в разрушенной области образуются частицы металла с размерами от единиц до десятков микрометров.
2)Волков, Н.Б. Нелинейная динамика контактной границы сред с различной плотностью и симметрией / Н.Б. Волков, А.Е. Майер, А.П. Яловец // Письма в ЖТФ. – 2001. – Т. 27. – В. 1. – С. 47-57.
3)Волков, Н.Б. О механизме кратерообразования на поверхности твёрдых тел при воздействии интенсивных пучков заряженных частиц / Н.Б. Волков, А.Е. Майер, А.П. Яловец // ЖТФ. – 2002. –Т. 72. – В. 8. – С. 34-43.
4)Майер, А.Е. О механизме явления кратерообразования на облучаемой поверхности / А.Е. Майер, Н.Б. Волков, А.П. Яловец // 6-th Int. Conf. on Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows. Proceedings. Tomsk. – 2002. – P. 230-233.
5)Яловец, А.П. Пакет программ BETAIN (BEAM TARGET INTERACTION) / Яловец А.П., Майер А.Е. // 6-th Int. Conf. on Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows. Proceedings. Tomsk. – 2002. – P. 297-299.
6)Волков, Н.Б. Нелинейная динамика контактной границы сплошных сред с различной плотностью / Н.Б. Волков, А.Е. Майер, А.П. Яловец // ЖТФ. – 2003. – Т. 73. – В. 3. – С. 1-9.
7)Волков, Н.Б. Нелинейная динамика поверхности мишени при воздействии интенсивных потоков энергии / Н.Б. Волков, А.Е. Майер, К.А. Талала, А.П. Яловец // Физика экстремального состояния вещества - 2003. Черноголовка: ИПФХ РАН. – 2003. – С. 48-49.
8)Mayer, A.E. Influence of Target Surface Micro-Roughness on Stresses in Irradiated Target / A.E. Mayer, A.P. Yalovets // 15th Int. Conf. on High-Power Particle Beams (BEAMS 2004). Proceedings. Saint-Petersburg: D.V. Efremov Inst. – 2005. – P. 557-560.
9)Volkov, N.B. Three-Dimensional Simulation of Nonlinear Dynamics of Target Surface at Influence of Intensive Charged Particle Beams / N.B. Volkov, A.E. Mayer, K.A. Talala, A.P. Yalovets // 15th Int. Conf. on High-Power Particle Beams (BEAMS 2004). Proceedings. Saint-Petersburg: D.V. Efremov Inst. – 2005. – P. 561-564.
10)Markov, A.B. Spallation of Copper Target Irradiated by a Relativistic High-Current Electron Beam: Experimental and Numerical Investigations / A.B. Markov, S.A. Kitsanov, S.D. Korovin, I.K. Kurkan, S.D. Polevin, D.I. Proskurovsky, V.P. Rotshtein, A.P. Yalovets, A.E. Mayer // 7-th Int. Conf. on Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows. Proceedings. Tomsk. – 2004. – P. 128-133.
11)Volkov, N.B. Three-dimensional simulation of nonlinear dynamics of target surface at influence of intensive particle beams / N.B. Volkov, A.E. Mayer, K.A. Talala, A.P. Yalovets // 7-th Int. Conf. on Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows. Proceedings. Tomsk. – 2004. – P. 152-154.
12)Volkov, N.B. The Dynamics of under Surface Condensed Substance Irradiated by Intense Energy Stream / N.B. Volkov, A.Ya. Leyvi, A.E. Mayer, A.P. Yalovets, K.A. Talala // AIP Conference Proceedings ZABABAKHIN SCIENTIFIC TALKS – 2005: Int. Conf. on High Energy Density Physics. Snezhinsk. – 2006.
13)Yalovets, A.P. The Simulation of Elastic-Plastic Flows with Fracture in Target at Intense Irradiation / A.P. Yalovets, N.B. Volkov, A.E. Mayer, A.B. Markov, V.P. Rotshtein // Изв. вузов. Физика. – 2006. – Т. 49. – № 8. Приложение. – С. 173-176.
14)Yalovets, A.P. The Effects of Subnanosecond Electron Pulse on the Solid / A.P. Yalovets, N.B. Volkov, A.Ya. Leyvi, A.E. Mayer, K.A. Talala, J.E. Turovtseva // Изв. вузов. Физика. – 2006. – Т. 49. – № 8. Приложение. – С. 177-180.
15)Mayer, A.E. The Simulation of Microcrater Formation on Pure Metal Targets Irradiated by an Intense Microsecond Electron Beam / A.E. Mayer, N.B. Volkov, V.S. Kuznetsov, A.Ya. Leyvi, K.A. Talala, V.I. Engelko, A.P. Yalovets // Изв. вузов. Физика. – 2006. – Т. 49. – № 8. Приложение. – С. 188-191.
16)Volkov, N.B. Simulation of Interaction of the Ultra-Short Pulses of Power Electron and Laser Radiation with Metals / N.B. Volkov, A.Ya. Leyvi, A.E. Mayer, J.E. Turovtseva, A.P. Yalovets // Изв. вузов. Физика. – 2006. – Т. 49. – № 10. Приложение. – С. 304-307.
17)Майер А.Е. Механические напряжения в облучаемой мишени с возмущенной поверхностью / А.Е. Майер, А.П. Яловец // ЖТФ. – 2006. – Т. 76. – В. 4. – С. 67-73.
18)Волков, Н.Б. О механизме образования микрократеров на поверхности мишени, облучаемой мощным электронным пучком / Н.Б. Волков, А.Е. Майер, К.А. Талала, А.П. Яловец // Письма в ЖТФ. – 2006. – Т. 32. – В. 10. – С. 20-29.
19)Волков, Н.Б. О Воздействии мощных ультракоротких электронных пучков на металлические мишени / Н.Б. Волков, Н.Д. Кундикова, А.Я. Лейви, А.Е. Майер, А.П. Яловец // Письма в ЖТФ. – 2007. – Т. 33. – В. 2. – С. 43-52.
20)Красников, В.С. О механизмах сглаживания микрорельефа поверхности мишени при облучении интенсивным потоком заряженных частиц / В.С. Красников, А.Я. Лейви, А.Е. Майер, А.П. Яловец // ЖТФ. – 2007. – Т. 77. – В. 4. – С. 41-49.
21)Лейви, А.Я. Влияние параметров облучения сильноточными импульсными пучками заряженных частиц и исходного состояния поверхности твердотельных мишеней на их микрорельеф / А.Я. Лейви, А.Е. Майер, В.А. Шулов, А.П. Яловец // Упрочняющие технологии и покрытия. – 2008. – В. 11. – C. 22-30.
22)Leyvi, A.Ya. The Influence of Initial Target Surface State and Irradiation Parameters on the Micro-Craters Formation / A.Ya. Leyvi, A.E. Mayer, V.A. Shulov, A.P. Yalovets // 9-th Int. Conf. on Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows. Proceedings. Tomsk. – 2008. – P. 113-117.
23)Mayer, A.E. The Irradiated Target Substance Dynamics Simulation with Dislocations Generation and Moving / A.E. Mayer, V.S. Krasnikov // 9-th Int. Conf. on Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows. Proceedings. Tomsk. – 2008. – P. 163-166.
24)Volkov, N.B. Physical Mechanisms of Metal Nanoparticle Generation at Electric Explosion / N.B. Volkov, E.L. Fenko, A.E. Mayer, V.S. Sedoi, A.P. Yalovets // 15-th Int. Symposium on High Current Electronics. Proceedings. Tomsk. – 2008. – P. 221-224.
25)Mayer, A.E. Dislocation Dynamics in Simulations of Metal Irradiation by Intense Electron and Ion Beams / A.E. Mayer, V.S. Krasnikov, A.P. Yalovets, I.N. Borodin // Physics of Extreme States of Matter – 2009. Chernogolovka: IPCP RAS. – 2009. – P. 102-105.
26)Майер, А.Е. Численное моделирование упрочнения металлов при интенсивном электронном и ионном облучении / А.Е. Майер, В.С. Красников, А.П. Яловец // Изв. вузов. Физика. – 2009. – Т. 52. – № 8/2. – С. 429-433.
27)Mayer, A.E. Dislocations and microcracks kinetics in plasticity and fracture of metals at high deformation rates / A.E. Mayer, V.S. Krasnikov, R.V. Khischenko, P.R. Levashov A.P. Yalovets // Physics of Extreme States of Matter – 2010. Chernogolovka: IPCP RAS. – 2010. – P. 75-78.
28)Krasnikov, V.S. Stress and Dislocation Fields in Metal Target Irradiated by Ultra Short Electron Beam / V.S. Krasnikov, A.E. Mayer, A.P. Yalovets // 10-th Int. Conf. on Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows. Proceedings. Tomsk. – 2010. – P. 97-100.
29)Borodin, I.N. Microcrystal Material Dynamics at Irradiation by Powerful Beams of Charged Particles / I.N. Borodin, A.E. Mayer, V.S. Krasnikov // 10-th Int. Conf. on Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows. Proceedings. Tomsk. – 2010. – P. 117-120.
30)Pogorelko, V.V. Formation of Stress Fields in the Composite Material at Influence of the High-Current Electronic Beam / V.V. Pogorelko, A.P. Yalovets, A.E. Mayer // 10-th Int. Conf. on Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows. Proceedings. Tomsk. – 2010. – P. 197-200.
31)Yalovets, A.P. Dynamical Phenomena under the Action of Intensive Energy Flows on Matter and their Role in Modification of Properties of Irradiated Materials / A.P. Yalovets, N.B. Volkov, V.S. Krasnikov, A.Ya. Leyvi, A.E. Mayer, V.V. Pogorelko, K.A. Talala // 10-th Int. Conf. on Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows. Proceedings. Tomsk. – 2010. – P. 221-227.
32)Mayer, P.N. Metal Ablation under the Powerful Electron Beam Action: Numerical Simulation / P.N. Mayer, A.E. Mayer // 10-th Int. Conf. on Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows. Proceedings. Tomsk. – 2010. – P.733-735.
33)Mayer, A.E. Metal Target Spall Fracture under Nanosecond and Sub-Nanosecond Electron Irradiation / A.E. Mayer, V.S. Krasnikov // 16-th Int. Symposium on High Current Electronics. Proceedings. Tomsk. – 2010. – P. 533-536.
34)Gnusov, S.F. Use of High-Current Nanosecond Relativistic Electron Beam as a ShockWave Generator for Investigation of High Strain Rate and Spall Fracture of Hadfield Steel / S.F. Gnusov, V.P. Rotshtein, S.D. Polevin, S.A. Kitsanov, A.E. Mayer, A.P. Yalovets // 16-th Int. Symposium on High Current Electronics. Proceedings. Tomsk. – 2010. – P. 571-574.
35)Krasnikov, V.S. Dynamics and Kinetics of Dislocations in Metals under Dynamic Loading / V.S. Krasnikov, A.Yu. Kuksin, A.E. Mayer, G.E. Norman, A.V. Yanilkin // Fifth Int. Conf. on Multiscale Materials Modeling. Proceedings. Freiburg. – 2010. – P. 462.
36)Волков, Н.Б. Механизмы генерации наноразмерных металлических частиц при электрическом взрыве проводников / Н.Б. Волков, А.Е. Майер, В.С. Седой, Е.Л. Фенько, А.П. Яловец // ЖТФ. – 2010. – Т. 80. – В. 4. – С. 77-81.
37)Красников, В.С. Пластическая деформация при высокоскоростном нагружении алюминия: многомасштабный подход / В.С. Красников, А.Ю. Куксин, А.Е. Майер, А.В. Янилкин // ФТТ. – 2010. – Т. 52. – В. 7. – С. 1295-1304.
38)Майер, А.Е. Модель разрушения металлов при высокоскоростной деформации / А.Е. Майер // Вестн. Челяб. гос. ун-та. – 2010. – № 12 (193). – Физика. – В. 7. – С. 12-20.
39)Волков, Н.Б. Расчёт течений в суспензиях / Н.Б. Волков, А.Е. Майер, В.В. Погорелко, Е.Л. Фенько, А.П. Яловец // Вестн. Челяб. гос. ун-та. – 2010. – № 24 (205). – Физика. – В. 8. – С. 23–30.
40)Майер, А.Е. Упругие волны в суспензиях / А.Е. Майер, В.В. Погорелко, А.П. Яловец // Акустический журнал. – 2011. – Т. 57. – № 2. – С. 153-160.
41)Mayer, A.E. Copper spall fracture under sub-nanosecond electron irradiation / A.E. Mayer, V.S. Krasnikov // Engineering Fracture Mechanics. – 2011. – V. 78 (6). – P. 1306-1316.
42)Krasnikov, V.S. Dislocation based high-rate plasticity model and its application to plate-impact and ultra short electron irradiation simulations / V.S. Krasnikov, A.E. Mayer, A.P. Yalovets // International Journal of Plasticity. – 2011. – V. 27 (8) – P. 1294-1308.
43)Borodin, E.N. Wave attenuation in microcrystal copper at irradiation by a powerful electron beam / E.N. Borodin, A.E. Mayer, V.S. Krasnikov // Current Applied Physics. – 2011. – V. 11 (6). – P. 1315-1318.
44)Бородин, И.Н., Майер А.Е. Структурная модель пластичности нанокристаллических металлов / И.Н. Бородин, А.Е. Майер // Сборник материалов IV Международной конференции «Деформация и разрушение материалов и наноматериалов». Москва, ИМЕТ РАН. – 2011. – С. 881-883.
45)Майер, А.Е. Модель разрушения кристаллических материалов при высоких скоростях деформации растяжения / А.Е. Майер // Сборник материалов IV Международной конференции «Деформация и разрушение материалов и наноматериалов». Москва, ИМЕТ РАН. – 2011. – С. 931-932.
46)Майер, П.Н. Разрушение металлических мишеней при воздействии сильноточных электронных пучков: численное моделирование / П.Н. Майер, А.Е. Майер // Сборник материалов IV Международной конференции «Деформация и разрушение материалов и наноматериалов». Москва, ИМЕТ РАН. – 2011. – С. 933-934.
47)Дударев, Е.Ф. Деформационное поведение и откольное разрушение гетерофазного алюминиевого сплава с ультрамелкозернистой и крупнозернистой структурой при воздействии наносекундного релятивистского сильноточного электронного пучка / Е.Ф. Дударев, О.А. Кашин, А.Б. Марков, А.Е. Майер, А.Н. Табаченко, Н.В. Гирсова, Г.П. Бокач, С.А. Кицанов, М.Ф. Жоровков, А.Б. Скосырский, Г.П. Почивалова // Изв. вузов. Физика. – 2011. – Т. 54 – № 6. – С. 89-95.
48)Borodin, E.N. A simple mechanical model for grain boundary sliding in nanocrystalline metals / E.N. Borodin, A.E. Mayer // Materials Science and Engineering: A. – 2012. – V. 532. – P. 245-248.