Атомные механизмы миграции границ зерен общего типа

• Автор: Поляков, Антон Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 114 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О БОЛЬШЕУГЛОВЫХ МЕЖЗЕРЕННЫХ ГРАНИЦАХ

1.1. Общие понятия геометрии границы

1.2. Классификация границ зерен общего типа на основе понятия о несоразмерных структурах

1.3. Современные модели миграции границ зерен общего типа

1.4. Выводы по главе

2. МЕХАНИЗМЫ МИГРАЦИИ БОЛЬШЕУГЛОВЫХ МЕЖЗЕРЕННЫХ ГРАНИЦ НАКЛОНА

2.1. Несоразмерная структура границы, образованной двумя некристаллографическими плоскостями
2.2. Модель миграции границы, образованной некристаллографической и вицинальной плоскостями
2.3. Модель миграции границы, образованной двумя некристаллографическими плоскостями
2.4. Выводы по главе
3. МИГРАЦИЯ МЕЖЗЕРЕННОЙ ГРАНИЦЫ ОБЩЕГО ТИПА
3.1. Модель миграции несоразмерной межзеренной границы.
3.2. Атомные механизмы миграции межзеренной • границы общего типа
3.3. Выводы по главе
4. СВОБОДНЫЙ ОБЪЕМ В МИГРИРУЮЩЕЙ ГРАНИЦЕ ОБЩЕГО ТИПА
4.1. Формирование свободного объема в мигрирующей межзерен-
ной границе общего типа
4.2. Влияние скорости миграции границы зерен на вакансионную подсистему в ней
4.3. Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ
а — параметр решетки;
(С) — величина свободного объема в границе;
Со — равновесная концентрация вакансий в границе;
С (г) — концентрация вакансий;
Г) — коэффициент зернограничной самодиффузии;
По — предэкспоненциальный множитель коэффициента зерпогранич-ной самодиффузии;
/(г) — функция распределения атомов по дистанциям;
Е — термодинамическая движущая сила;
I — миграционная подвижность границы; к — постоянная Больцмана;
Т — термодинамическая температура;
С/о — энергия активации диффузии поперек границы;
Щ — энергия активации диффузии вдоль границы;
V — скорость миграции границы;
гюг — вероятность попадания в основную область г вакансий;
IV(г) — энергия атома в приграничном слое;
АУ(г) — избыточная энергия атома;
— координата нового положения границы; а — силовая константа;
7 — энергия межзеренной границы;
5 — толщина диффузионного слоя; в — угол поворота границы;
Е — число узлов решетки в элементарной ячейке решетки совпадающих узлов;
То — период колебаний атома около равновесного положения; т(г) — время релаксации атома;
Ч31Ф ~ углы наклона границы.

накова. Следует отметить, что возможен также переход на участок кривой ВЕ, но новое состояние атомного ряда окажется в этом случае метастабиль-ным и в результате все равно произойдет переход до уровня АВ. После того, как все атомы с избыточной энергией перейдут в более выгодные состояния, граница будет расположена в точке с координатой г — 0.
Введем /(г) — функцию распределения атомов первого зерна по дистанциям, численно равную вероятности того, что атом находится в своем зерне, т. е. его переход еще не произошел. До возникновения движущей силы данная функция имела (5-образный характер (см. рисунок 2.46, график
I). После возникновения движущей силы атомы, находящиеся в закрашенной серым зоне, вынуждены удаляться из кристалла, то есть вероятность того, что атом остался на своем месте снижается, и график принимает вид, представленный графиком II.
Поскольку граница находится в движении, для функции распределения можно записать кинетическое уравнение: дf(z)/дt = — //т(г) [138]. В установившемся режиме миграции границы, когда г — + ц£, где V — скорость
миграции, это уравнение имеет вид:
Поскольку в положении г = 0 энергия атомных рядов уже не является избыточной, можно утверждать, что вероятность нахождения в этой позиции атомного ряда равна единице: /(0) = 1. Считая это выражение граничным условием, решаем уравнение 2.2:
Рассмотрим случай, когда время релаксации является постоянной величиной т = const. Тогда уравнение (2.3) имеет следующий вид:
Так как площадь под линиями / и II на рисунке 2.46 является равной,
(2.2)
(2.3)
(2.4)