کتاب تغییر شکل پلاستیک در مواد نانو کریستالی

کتاب تغییر شکل پلاستیک در مواد نانو کریستالی (Plastic Deformation in Nanocrystalline Materials) نوشته ام.یو گوتکین و آی.ای اویدکو، به یکی از پرسش‌های مهم در مکانیک مواد می‌پردازد: وقتی اندازه‌ی دانه‌ها به مقیاس نانو می‌رسد، رفتار پلاستیک ماده چگونه عوض می‌شود و چرا رابطه‌های آشنای مواد معمولی دیگر همیشه جواب نمی‌دهند. نویسندگان با تمرکز بر مرزدانه‌ها، نابجایی‌ها، تقاطع‌های سه‌گانه و مدل‌های نظری، تصویری فشرده و تخصصی از سازوکارهای تغییر شکل در این مواد ارائه کرده‌اند. این کتاب را مرکز نشر دانشگاه امیرکبیر با ترجمه مصطفی کاغذچی، محسن عرب و شهاب رنجبر بهادری منتشر کرده است. نسخه‌ی الکترونیکی این اثر را می‌توانید از طاقچه خرید و دانلود کنید.

درباره کتاب تغییر شکل پلاستیک در مواد نانو کریستالی

کتاب تغییر شکل پلاستیک در مواد نانو کریستالی نوشته‌ی ام.یو گوتکین و آی.ای اویدکو به بررسی رفتار مکانیکی موادی می‌پردازد که ساختار آن‌ها در مقیاس نانو تعریف می‌شود و به همین دلیل با پلی‌کریستال‌های معمولی تفاوت دارند. متن توضیح می‌دهد که در این مواد، سهم مرزدانه‌ها و تقاطع‌های سه‌گانه بسیار بالاست و همین موضوع باعث می‌شود تنش تسلیم، استحکام، لغزش مرزدانه‌ای، نفوذ و حتی شکست، از الگوهای آشنای مواد درشت‌دانه فاصله بگیرند. نویسندگان تلاش کرده‌اند مجموعه‌ای از دیدگاه‌های نظری و نتایج پژوهشی را در کنار هم بگذارند تا روشن شود چرا در نانومواد، عیب‌های ساختاری فقط جزئیات ریزساختاری نیستند، بلکه بخش تعیین‌کننده‌ی رفتار ماده‌اند.

فصل نخست کتاب به معرفی نانوساختارهای تغییر شکل‌یافته در حالت جامد و ویژگی‌های خاص مواد نانوکریستالی اختصاص دارد. فصل دوم به سراغ تنش تسلیم می‌رود و موضوعاتی مثل رویکرد قانون مخلوط، حرکت نابه‌جایی شبکه‌ای، تغییرات ساختارهای نقص مرزدانه‌ای، رقابت میان مکانیسم‌های تغییر شکل، لغزش مرزدانه‌ای، نفوذ تقاطع سه‌گانه و رابطه‌ی غیرمعمول هال-پچ را بررسی می‌کند. 

ام.یو گوتکین و آی.ای اویدکو در فصل سوم بر موضعی‌شدن سیلان پلاستیک، نابه‌جایی‌های سلولی، تحلیل‌های انرژی و سخت‌شدن یا نرم‌شدن در تغییر شکل سوپرپلاستیک متمرکز می‌شوند. در فصل چهارم تغییر شکل پلاستیک چرخشی، نوارهای عدم جهت‌گیری و حرکت پیچش‌نابه‌جاهای مرزدانه‌ای را توضیح می‌دهند. در فصل پنجم هم به آمورف‌شدن، تقسیم پیچش‌نابه‌جاها و شکل‌گیری میکروترک و نانوترک می‌پردازند.

کتاب تغییر شکل پلاستیک در مواد نانو کریستالی نشان می‌دهد چگونه مدل‌های مختلف برای توضیح یک مسئله مشترک ساخته می‌شوند: اینکه در ابعاد نانو، کدام مکانیسم بر تغییر شکل ماده غلبه می‌کند. متن در بخش‌های مختلف از مقایسه‌ی مدل‌ها، توضیح شرایط پایداری عیوب، نقش اندازه‌ی دانه و اثر ساختار مرزدانه استفاده می‌کند تا مسیر شکل‌گیری نظریه‌های مربوط به پلاستیسیته در نانومواد روشن‌تر شود. به‌ همین دلیل، این کتاب بیشتر از آنکه صرفاً به تعریف اصطلاحات بسنده کند، به منطق درونی پدیده‌ها و ارتباط میان ساختار و رفتار مکانیکی توجه دارد.

خلاصه کتاب تغییر شکل پلاستیک در مواد نانو کریستالی

کتاب تغییر شکل پلاستیک در مواد نانو کریستالی بر این مسئله تمرکز دارد که کوچک‌شدن اندازه‌ی دانه‌ها تا مقیاس نانو، رفتار پلاستیک مواد را دگرگون می‌کند. نویسندگان ابتدا ویژگی‌های ساختاری نانومواد را شرح داده و سپس نشان می‌دهند که مرزدانه‌ها، تقاطع‌های سه‌گانه، نابه‌جایی‌ها و پیچش‌نابه‌جاها چگونه در تنش تسلیم و فرایند تغییر شکل نقش پیدا می‌کنند.

بخش مهمی از متن به بررسی مدل‌های نظری اختصاص دارد؛ از قانون مخلوط و رابطه هال-پچ گرفته تا رقابت میان حرکت نابه‌جایی شبکه‌ای، لغزش مرزدانه‌ای، نفوذ و تغییر شکل دورانی. کتاب در ادامه به موضعی‌شدن سیلان پلاستیک، نوارهای عدم جهت‌گیری، آمورف‌شدن موضعی و شکل‌گیری ترک‌ها می‌رسد و در نهایت تصویری کلی از سازوکارهای اصلی پلاستیسیته در مواد نانوکریستالی ارائه می‌کند.

چرا باید کتاب تغییر شکل پلاستیک در مواد نانو کریستالی را بخوانیم؟

دلایل خواندن کتاب تغییر شکل پلاستیک در مواد نانو کریستالی را می‌توان این‌طور خلاصه کرد:

• این کتاب ارتباط میان ریزساختار نانومواد و رفتار مکانیکی آن‌ها را با تمرکز بر تنش تسلیم و تغییر شکل پلاستیک توضیح می‌دهد.
• خواننده با مکانیسم‌هایی مثل حرکت نابه‌جایی، لغزش مرزدانه‌ای، نفوذ تقاطع سه‌گانه و تغییر شکل دورانی آشنا می‌شود.
• کتاب نشان می‌دهد چرا رابطه‌های شناخته‌شده‌ای مثل هال-پچ در مقیاس نانو دچار تغییر یا وارونگی می‌شوند.
• فصل‌های آن چند مدل نظری مختلف را در کنار هم می‌گذارند و امکان مقایسه‌ی فرض‌ها و نتایج هر مدل را فراهم می‌کنند.
• بخش‌های مربوط به آمورف‌شدن، میکروترک و نانوترک برای درک پیوند میان پلاستیسیته و شکست مفید است.

خواندن کتاب تغییر شکل پلاستیک در مواد نانو کریستالی را به چه کسانی پیشنهاد می‌کنیم؟

خواندن کتاب تغییر شکل پلاستیک در مواد نانو کریستالی به این گروه‌ها پیشنهاد می‌شود:

• دانشجویان و پژوهشگران مهندسی مواد که می‌خواهند رفتار مکانیکی نانومواد را دقیق‌تر بررسی کنند.
• علاقه‌مندان به نانوفناوری که به پیوند میان ساختار نانومقیاس و خواص مکانیکی توجه دارند.
• مخاطبانی که در مورد تنش تسلیم، نابه‌جایی‌ها، مرزدانه‌ها و مکانیسم‌های پلاستیسیته مطالعه می‌کنند.
• پژوهشگرانی که به مدل‌های نظری تغییر شکل و شکست در فلزات، آلیاژها و سرامیک‌های نانوکریستالی نیاز دارند.
• خوانندگانی که می‌خواهند از سطح تعریف‌های کلی نانو فراتر بروند و با جزئیات مکانیکی این حوزه آشنا شوند.