Close packed carbon nanotube bundles are materials with highly deformable elements, for which unusual deformation mechanisms are expected. Structural evolution of the zigzag carbon nanotube bundle subjected to biaxial lateral compression with the subsequent shear straining is studied under plane strain conditions using the chain model with a reduced number of degrees of freedom. Biaxial compression results in bending of carbon nanotubes walls and formation of the characteristic pattern, when nanotube cross-sections are inclined in the opposite directions alternatively in the parallel close-packed rows. Subsequent shearing up to a certain shear strain leads to an appearance of shear bands and vortex-like displacements. Stress components and potential energy as the functions of shear strain for different values of the biaxial volumetric strain are analyzed in detail. A new mechanism of carbon nanotube bundle shear deformation through cooperative, vortex-like displacements of nanotube cross sections is reported.

High-density electric current pulses increase the plasticity and reduce the yield stress of metals with negligible heat generation. This effect has great potential for the development of energy-saving technologies for processing hard-to-deform metallic materials. Despite the long history of the study of electroplasticity, there is still no consensus on the physical nature of this effect. In this paper, the effect of repetitive pulses applied at the same or gradually increasing tensile stress on the plastic deformation of copper wire is investigated using a home-made experimental setup. The electroplasticity of the wire in the delivery state and after annealing is compared. It is shown that for a constant tensile stress, the incremental plastic deformation of the wire decreases with each successive pulse. This effect is stronger for annealed wires because they have a lower dislocation density and therefore a lower plasticity resource. The Joule heat release in the specimen and the heating due to plastic deformation are evaluated. The results obtained will be used to fit the parameters of the atomistic model being developed to describe the interaction of electron flow with dislocations.

Structure evolution and mechanical response of the carbon nanotube (CNT) bundle under lateral biaxial compression is investigated in plane strain conditions using the chain model. In this model, tensile and bending rigidity of CTN walls, and the van der Waals interactions between them are taken into account. Initially the bundle in cross section is a triangular lattice of circular zigzag CNTs. Under increasing strain control compression, several structure transformations are observed. Firstly, the second-order phase transition leads to the crystalline structure with doubled translational cell. Then the first-order phase transition takes place with the appearance of collapsed CNTs. Further compression results in increase of the fraction of collapsed CNTs at nearly constant compressive stress and eventually all CNTs collapse. It is found that the potential energy of the CNT bundle during deformation changes mainly due to bending of CNT walls, while the contribution from the walls tension-compression and from the van der Waals energies is considerably smaller.

Технология электропластической обработки металлов давлением (ЭОМД) – это относительно новый процесс формоизменения металлов, который является энергоэффективным, экологически чистым и универсальным. В частности, он может быть использован для обработки металлов или сплавов, которые трудно обрабатывать с помощью обычных производственных процессов. Эффект электропластичности был открыт советскими учеными, но в настоящее время Россия утратила первенство в его практическом применении. В настоящее время во всех технологически развитых странах ведутся активные научные исследования и технологические разработки в области ЭОМД. В России несколько активных групп работают с целью сокращения наметившегося отставания. Практическая целесообразность использования эффекта электропластичности в ОМД ни у кого не вызывает сомнения, в то же время, признаётся, что физические механизмы реализации данного эффекта остаются не до конца понятыми и продолжают активно обсуждаться. Дискутируются такие конкурирующие идеи как электронный ветер и негомогенное выделение джоулева тепла, рассматривается влияние скин- и пинч-эффектов. За последнее десятилетие в ЭОМД были достигнуты значительные успехи, и в этом обзоре обобщается текущее состояние проблемы, и описываются последние разработки в области ЭОМД. Особый акцент сделан на описании механизмов, ответственных за электропластический эффект и эволюции микроструктуры металлов и сплавов, подвергнутых такой обработке. Также обсуждаются проблемы, стоящие перед теоретиками и экспериментаторами, для повышения эффективности процессов ЭОМД. Делается прогноз эффективности использования ЭОМД на предприятиях мелкого и среднего металлургического передела.