Теоретические исследования дефектов и динамики кристаллической решетки и фазовых превращений в металлах и сплавах

• Автор: Хромов, Константин Юрьевич
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 475 с. : ил.

Оглавление
Введение
1 Влияние теплового расширения и изменений состава на температурную зависимость несоответствия параметров решетки в двухфазных 7/7' сплавах Ir/Ir3Nb, Ni/Ni3Al и Pt/Pt3Al

1.1 Введение

1.2 Методы расчетов теплового расширения

1.3 Фононные спектры и параметры Грюнайзена

1.4 Тепловое расширение, модули сжатия и свободное (unconstrained) несоответствие параметров решетки

1.5 Связанное (constrained) несоответствие параметров решетки в 7/7' сплавах

1.6 Влияние изменений состава сплава на температурную зависимость несоответствия параметров решетки

1.7 Заключение

2 Дислокационная структура, фазовая устойчивость и поведение предела текучести в LI2 интерметаллидах на основе 1г
2.1 Введение
2.2 Детали расчетов обобщенных дефектов упаковки
2.3 Энергии дефектов упаковки
2.4 Относительная структурная устойчивость фаз LI2 и DO19
2.5 Методы определения структуры дислокаций

2.6 Анализ поведения предела текучести
2.7 Заключение
3 Исследования аытифазных и межфазных границ в сплавах с
В2 и Ыо структурами на основе обобщенной теории Гинзбурга-
Ландау
3.1 Введение
3.2 Уравнения обобщенной теории Гинзбурга-Ландау для структуры и энергии антифазных и межфазных границ
3.3 Модели и методы расчетов
3.4 Влияние взаимодействий неближайших соседей па свойства антифазных границ в фазе В
3.5 Границы в В2 упорядоченных сплавах типа Ре-А1: смачивание, псевдосмачивание, поведение вблизи трикритической точки
3.6 Антифазные и межфазные границы в случае упорядочения типа Ыо
3.7 Заключение
3.8 Приложение: итерационный алгоритм “стрельбы” для решения уравнения концентрация-параметр порядка
4 Теория фазовых равновесий аустенит-цементит в сталях
4.1 .Введение
4.2 Деформационные взаимодействия атомов внедрения в ГПУ металле
4.3 Модельные расчеты деформационных взаимодействий атомов углерода в ГПУ железе
4.4 Расчеты термодинамических свойств неупорядоченных ГЦК сплавов внедрения в различных статистических приближениях
4.5 Расчеты активности углерода в аустените различными статистическими методами

4.6 Геометрия упорядочений в е-цсмеитите
4.7 Конфигурационные вклады в термодинамические потенциалы е-цементита в приближениях парных и тетраэдрических кластеров
4.8 Решеточные вклады в уравнения равновесия фаз между аусте-нитом и е-цементитом
4.9 Оценки микроскопических параметров модели из наблюдаемых кривых равновесия фаз аустепит-цементит
4.10 Заключение
5 Построение динамической матрицы ГПУ кристалла на основе данных о фононных спектрах в точках симметрии зоны
Бриллюэна и модулях упругости
5.1 Введение
5.2 Общее ковариантное выражение для матриц силовых постоянных ГПУ кристалла
5.3 Динамическая матрица ГПУ кристалла в модели взаимодействий восьми ближайших соседей
5.4 Выражение элементов динамической матрицы в точках симметрии зоны Бриллюэна через параметры Борна-Кармана
5.5 Выражения для модулей упругости через параметры Борна-Кармана
5.6 Соотношения между упругими модулями и частотами оптических фононов в точках Л и Г
5.7 Решение уравнений для параметров Борна - Кармана при использовании различных моделей взаимодействий
5.8 Построение динамической матрицы для тербия, скандия, титана и кобальта
5.9 Заключение

наблюдаемую зависимость 5(Т) в сплавах 1г/1гзМЬ и предсказывают увеличение 6 с температурой в сплавах Р^Р^А!
Далее исследуется влияние ие температурную зависимость НПР <5(Т) как теплового расширения, так и изменения состава для 7/7' сплавов №-А1 и 1г-N6 Показано, что в широком температурном диапазоне НПР определяется различием в тепловом расширении 7 и 7' фаз и изменяется с температурой очень слабо. Для обоих сплавов изменения состава начинают вносить определяющий вклад в НПР при температурах выше 0.6Ттец. В этом случае величина 5(Т), в основном, определяется формой 7 — 7' щели на фазовой диаграмме.
1.2 Методы расчетов теплового расширения
Термодинамический потенциал П, соответствующий большому каноническому ансамблю кристалла при данной температуре Т и объеме V может быть разделен на электронную и фонониую составляющие О, = (см., на-
пример, [20]). [20]). За исключением области низких очень температур, главный вклад в термодинамические свойства кристаллов дают фононные возбуждения. Однако при вычислениях температурной зависимости НПР, которое определяется разностью теплового расширения между матрицей и выделениями, может произойти компенсация главных вкладов. В этих условиях сами по себе малые вклады электронных возбуждений в температурную зависимость термодинамического потенциала должны также учитываться. Мы используем большой канонический потенциал, позволяющий единообразно рассмотреть электронные и фононные вклады. Заметим, что химический потенциал фононов равен нулю так, что разница между каноническим и большим каноническим ансамблями для фононов отсутствует. Что касается вычислений электронных вкладов, в этом случае надо учитывать температурную зависимость химического потенциала.
Современные вычислительные методы позволяют рассчитывать тепловое