Моделирование диффузии в упорядоченных структурах

• Автор: Ганченкова, Мария Герасимовна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 139 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 ДИФФУЗИЯ В ИНТЕРМЕТАЛЛИДАХ: ТЕОРИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТ
1.1 Кристаллическая структура и атомные дефекты
1.2. Экспериментальные исследования диффузии в интерметаллидах
1.2.1. Упорядоченные структуры типа В
1.2.2. Упорядоченные структуры типа Б
1.2.3. Упорядоченные структуры типа Ь
1.3. Теоретические исследования диффузии в интерметаллидах
1.3.1. Упорядоченные структуры типа В
1.3.2. Упорядоченные структуры типа И
1.3.3. Упорядоченные структуры типа Ь
Заключение
2. МЕТОДЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДИФФУЗИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ТОЧЕЧНЫХ ДЕФЕКТОВ
2.1. Метод молекулярной статики. (Вариационный метод)
2.2. Метод Монте-Карло
3. ВЛИЯНИЕ ЭФФЕКТИВНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ТОЧЕЧНЫХ ДЕФЕКТОВ И ИХ КОМПЛЕКСОВ НА ДИФФУЗИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ В УПОРЯДОЧЕННЫХ СТРУКТУРАХ ТИПА В
3.1 Общий подход к моделированию влияния эффективного взаимодействия дефектов на их диффузионную подвижность
3.2 Методика моделирования точечных дефектов
3.3. Выбор межатомного потенциала взаимодействия
3.4. Расчет активационных барьеров для переходов разного типа при различных конфигурациях точечных дефектов в упорядоченных структурах типа В
3.4.1. Расчет активационных барьеров для случая моновакансии
3.4.2 Расчет активационных барьеров для случая двух взаимодействующих вакансий
3.5. Изучение влияния типа потенциала и параметров взаимодействия между атомами разного сорта на результаты моделирования и предпочтительный механизм диффузии в упорядоченных структурах типа В
3.6. Моделирование блуждания точечных дефектов методом Монте-Карло
3.6.1. Методика моделирования
3.6.2. Результаты моделирования блуждания
Обсуждение результатов
Выводы по главе
4 ВЛИЯНИЕ ЭФФЕКТИВНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ТОЧЕЧНЫХ ДЕФЕКТОВ И ИХ КОМПЛЕКСОВ НА ДИФФУЗИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ В УПОРЯДОЧЕННЫХ СТРУКТУРАХ С СООТНОШЕНИЕМ КОМПОНЕНТОВ т/п=1/
4.1. Методика моделирования точечных дефектов и выбор межатомного потенциала взаимодействия
4.2. Расчет активационных барьеров для переходов атомов разного типа при различных конфигурациях точечных дефектов в упорядоченных структурах типа Б
4.2.1. Расчет активационных барьеров для случая моновакансии
4.2.2 Расчет активационных барьеров для случая двух взаимодействующих вакансий
4.3. Изучение влияния типа потенциала и параметров взаимодействия между атомами разного сорта на результаты моделирования и предпочтительный механизм диффузии в упорядоченных структурах типа Б
Обсуждение результатов
4.4. Расчет акгивационных барьеров для переходов атомов разного типа при различных конфигурациях точечных в упорядоченных структурах типа Ы2
4.4.1. Расчет активационных барьеров для случая моновакансии
4.4.2 Расчет активационных барьеров для случая двух взаимодействующих вакансий

Обсуждение результатов
Выводы по главе
5. ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ДАВЛЕНИЯ НА ДИФФУЗИЮ АТОМОВ В УПОРЯДОЧЕННЫХ СТРУКТУРАХ
5Л. Модель для расчета активационных объемов миграции для различных типов скачков атомов разного сорта в упорядоченных структурах
5.2. Моделирование упругого поля, создаваемого точечными дефектами, методом молекулярной статики с учетом локальной атомной структуры и анизотропии окружающей среды
5.3. Результаты моделирования
Обсуждение результатов
Выводы по главе
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

выгодна, как исходная и конечная точки скачка, то атом в этой области должен иметь большую энергию. Если графически представить зависимость потенциальной энергии от положения атома, то минимумы на кривой будут соответствовать узлам решетки. В момент перемещения и перехода в другую равновесную конфигурацию дефект попадает в переходное состояние вблизи седловой точки, то есть вблизи вершины потенциального барьера между эквивалентными позициями. Энергия активации перемещения Ет в этом случае определяется как разница потенциальной энергии между равновесной конфигурацией дефекта и конфигурацией, соответствующей его седловой точке. Простая, на первый взгляд, задача определения этой разности чрезвычайно усложняется, если принять во внимание, что здесь мы сталкиваемся с задачей многих тел, т.к. в процессе перемещения дефектной конфигурации по кристаллу участвует большое число атомов.
Именно с этим связаны возникающие сложности с применением аналитических методов для решения подобных задач. Численное моделирование, теряя в общности подхода, снимает эту трудность. С его помощью удается разобраться в поведении непериодических атомных ансамблей, составляющих дефект и включающих в себя от десятков до тысяч взаимодействующих между собой атомов.
Даже в наиболее простом случае миграции вакансии в однокомпонентной системе, движущийся к вакансии атом должен преодолеть барьер, создаваемый большим количеством атомов. В этом случае, если на атом не действуют никакие движущие силы, то скачок в одном направлении между двумя заданными положениями равновероятен скачку в обратном направлении. Это означает, что отличительной особенностью схемы энергетических барьеров в этом случае будет симметрия , что демонстрируют результаты, полученные Джонсон для случая миграции вакансии в а-железе [96,97].
Для более сложных дефектов, таких как, например, пара вакансий, ансамбль атомов, захваченных движением, еще более возрастает. Наличие дефекта приводит к изменению массы одной или нескольких элементарных ячеек и к локальному изменению силовых связей между соседними атомами в кристалле. В результате чего указанная симметрия нарушается, и высоты барьеров изменяются (Рис.2.1). В