Имитационное моделирование на ЭВМ элементарного скольжения в кристаллах

• Автор: Слободской, Михаил Иванович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 457 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. АЛГОРИТМИЗАЦИЯ ИМИТАЦИИ НА ЭВМ ЭМИССИИ ДИСЛОКАЦИОННОЙ ПЕТЛИ ИСТОЧНИКОМ И ПРОЦЕССА ЕЕ ЭВОЛЮЦИИ В ПЛОСКОСТИ КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКОГО СКОЛЬЖЕНИЯ СО СЛУЧАЙНО РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ДИСКРЕТНЫМИ ПРЕПЯТСТВИЯМИ
1.1. Барьерная модель постоянного линейного натяжения
1.2. Некоторые усовершенствования барьерной модели постоянного линейного натяжения
1.3. Основные алгоритмические проблемы
1.4. Формирование поля препятствий
1.4.1. Блочная структура случайного поля препятствий.
Оптимизация размера блока
1.4.2. Формирование отдельного блока
1.4.3. Используемые датчики псевдослучайных чисел
1.5. Представление дислокации в ЭВМ
1.6. Организация активационного процесса
1.7. Алгоритмизация имитации эмиссии дислокационной петли источником и процесса ее эволюции
1.7.1. Критерий возможного расположения точки относительно прямой
1.7.2. Критерий пересечения отрезков
1.7.3. Прогибание дислокационного сегмента
1.7.4. Проверка дислокационных узлов на стабильность. Силовое и термоактивируемое преодоление препятствий
1.7.5. Локализация места замыкания сегмента-источника в дислокационную петлю. Отделение островов незавершенного кристаллографического сдвига
1.8. Общая схема работы программного комплекса
Основные результаты и выводы по разделу I
2. ЗНАЧЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ МОДЕЛИ
2.1. Параметры модели и их классификация
2.2. Некоторые характеристики элементарных кристаллографических скольжений
2.2.1. Общая площадь элементарных кристаллографических скольжений
2.2.2. Площадь элементарного кристаллографического скольжения
2.2.3. Плотность дислокаций в нерелаксирующем деформируемом кристалле
2.2.4. Средняя площадь элементарного кристаллографического скольжения в нерелаксирующем деформируемом кристалле
2.2.5. Число элементарных скольжений в нерелаксирующем деформируемом кристалле
2.2.6. Число активных скольжений в деформируемом кристалле
2.3. Формирование поля препятствий
2.3.1. Прочности и относительные концентрации препятствий
2.3.2. Размеры площадки моделирования. Число стопоров вдоль скользящей дислокации
2.4. Замечания о некоторых предположениях модели
2.5. Интервал вариации длин потенциальных сегментов - источников
2.6. Безразмерные параметры модели
Основные результаты раздела II
3. ЭМИССИЯ ДИСЛОКАЦИОННОЙ ПЕТЛИ ИСТОЧНИКОМ И ЕЕ ЭВОЛЮЦИЯ В ОДНОРОДНОМ ПОЛЕ СЛУЧАЙНО РАСПОЛОЖЕННЫХ ТЕРМОАКТИВИРУЕМЫХ ДИСКРЕТНЫХ ПРЕПЯТСТВИЙ
3.1. Атермическое напряжение старта дислокационного источника
3.2. Кинетика дислокационного сегмента до конфигурации потери механической устойчивости
3.2.1. Классификация областей
3.2.2. Конфигурация потери механической устойчивости сегментом-источником
3.2.3. Средняя длина дислокационного сегмента

3.2.4. Углы огибания на препятствиях в стабильных конфигурациях
3.2.5. Линейный прогиб, заметаемая площадь и скорость прогиба сегмента-источника
3.2.6. Время жизни стабильных конфигураций
3.3. Эмиссия дислокационной петли источником
3.4. Зависимости времени эмиссии дислокационной петли от напряжения, температуры, длины источника
3.5. Распределение времени эмиссии дислокационной петли источником
3.6. Эволюция дислокационной петли от источника в поле случайно распределенных однородных препятствий
Результаты и выводы по разделу III
4. ЗАРОЖДЕНИЕ И РАСПРОСТРАНЕНИЕ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИХ СКОЛЬЖЕНИЙ В ПОЛЕ ДИСЛОКАЦИЙ НЕКОМПЛАНАРНЫХ СИСТЕМ СКОЛЬЖЕНИЯ
4.1. Стадии типичных экспериментов и форма их представления
4.2. Частота срабатывания потенциального источника как источника Франка-Рида
4.3. Классификация механизмов замыкания сегмента - источника в дислокационную петлю
4.4. Напряжение старта дислокационного источника в поле препятствий дислокационной природы
4.4.1. Атермическое напряжение старта дислокационного источника
4.4.2. Термоактивируемое напряжение старта источника
4.5. Вероятностно - геометрические характеристики дислокационной
петли в момент её образования
4.5.1. Концентрация стопоров вдоль дислокационной петли
4.5.2. Форма и размеры петли в момент замыкания
4.5.3. Распределение длин дислокационных сегментов
4.6. Эволюция планарной дислокационной петли в поле препятствий дислокационной природы под действием напряжения старта источника
4.6.1. Кинетика замкнутой планарной дислокационной петли

238]. Связать такие решения воедино, вряд ли возможно. Поэтому основная часть раздела посвящена описанию того, как могут быть разрешены очерченные выше задачи. Попутно указываются достижения и оригинальные находки других исследователей. В тех случаях, когда по каким-либо причинам их подход и результаты представляются недостаточными, даются необходимые комментарии.
1.4. Формирование ноля препятствий [134-135]
При имитации распространения кристаллографического скольжения на ЭВМ центральной проблемой становится формирование поля дискретных препятствий, как можно более близкого к полю реальных препятствий движению дислокаций, связанных с контактными взаимодействиями дислокаций различных систем скольжения. Содержание понятия "поля препятствий как можно более близкого к реальному" может быть различным в зависимости от характера решаемой задачи. Для различных конкретных задач допустимые упрощения при формировании ноля препятствий (стопоров [133]) различны.
Оставим обсуждение этих вопросов до численных реализаций модели. Согласимся только с тем, что, как и в барьерной модели постоянного линейного натяжения, препятствия в плоскости кристаллографического скольжения расположены случайно, в соответствии с равномерным законом распределения, и что препятствий (стопоров, барьеров - эти термины мы далее используем как синонимы) в плоскости кристаллографического скольжения должно быть много. Строгих оценок пока не требуется. Но на вопрос: "Это тысячи или сотни тысяч препятствий?" предстоит ответить уже здесь - он является ключевым при алгоритмизации модели. Дело в том, что для тысяч препятствий имитировать кристаллографическое скольжение удается в "лоб", обычным перебором стопоров. Но реальная ситуация значительно сложнее. Прежде всего, скользящая дислокация взаимодействует с огромным числом препятствий. Уже число ее пересечений с дислокациями некомпланарных систем скольжения составляет несколько десятков тысяч, а, кроме того, дислокация взаимодействует с атомами растворенных элементов, частицами второй фазы