Nanoindentation of pure and gas-saturated fullerite C60 crystals: elastic-to-plastic transition, hardness, elastic modulus - Dub, S. N.; Tolmachova, G. N.; Lubenets, S. V.; Fomenko, L. S.; Rusakova, H. V. (ФІЗИКА НИЗЬКИХ ТЕМПЕРАТУР, 2020)
Вивчено пружно-пластичний перехід у разі наноіндентування площини (111) кристала чистого фулериту С60. Початок пластичної деформації матеріалу під індентором фіксували за появою плато на початковій стадії кривої навантаження. Встановлено, що напруження початку пластичності відповідає величині теоретичного напруження зсуву, необхідного для гомогенного зародження дислокацій в ідеальній кристалічній ґратці С60. Одержано емпіричні значення модуля пружності E ≈ 13,5 ГПа, твердості ідеальної кристалічної ґратки H ≈ 1,4 ГПа та твердості при різних навантаженнях на індентор. Залежність твердості від навантаження відповідає моделі геометрично необхідних дислокацій. На форму діаграм навантаження і залежність контактного тиску від глибини індентування сильно впливає наявність у кристалі газових домішок проникнення (водню, кисню, азоту); напруження переходу до пластичності значно менше, формування сходинок спостерігалось при підвищених напруженнях і більших глибинах проникнення індентора у порівнянні з чистим кристалом С60. Для кристалів, насичених воднем, одержано підвищені величини модуля пружності ~ 20,4 ГПа та твердості ~ 1,1 ГПа. Дослідження проведено при кімнатній температурі на кристалах С60 з гранецентрованою кристалічною ґраткою (високотемпературна фаза), але його результати мають важливе значення для опису фізико-механічних властивостей низько-температурної фази С60 (проста кубічна ґратка) нижче 260 К (С. В. Лубенец, Л. С. Фоменко, В. Д. Нацик, A. В. Русакова, ФНТ 45, 3 (2019) [Low Temp. Phys. 45, 1 (2019)]).