Связь между параметрами зернограничной диффузии и структурой границ зерен в металлах с гранецентрированной кубической решеткой

• Автор: Алёшин, Андрей Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 207 с. : ил.

Оглавление

Введение.

• Актуальность темы.

• Цель работы. Ю

• Научная новизна.

• Основные научные положения, выносимые на защиту.

• Практическая значимость работы.

• Апробация работы.

• Список статей, опубликованных по теме диссертации.

Глава 1. Методические вопросы изучения зернограничной диффузии

в бикристаллах.
1.1. Выращивание ориентированных бикристаллов.
1.1.1. Метод направленной кристаллизации.
1.1.2. Выращивание ориентированных бикристаллов алюминия.
1.1.3. Выращивание прецизионно-ориентированных бикристаллов
меди.
1.4. Аттестация прецизионно-ориентированных бикристаллов меди.
1.2. Использование микро рентгеноспектрального анализа для
изучения зернограничной диффузии.
1.2.1. Общая характеристика метода микро рентгеноспектрального
анализа.
1.2.2. Съёмка концентрационных кривых.
1.3. Методы расчёта параметров зернограничной диффузии. 3
1.3.1. Модель зернограничной диффузии Фишера.
1.3.2. Описание зернограничной диффузии по Уипплу.
1.3.3. Точное решение задачи Фишера. Метод полинома.
1.3.4. Учёт химического взаимодействия между диффузантом и
границей зёрен.
1.4.Условия проведения эксперимента по изучению зернограничной
диффузии в бикристаллах.
1.4.1. Подбор диффундирующих элементов.
1.4.2. Выбор температуры и продолжительности диффузионного отжига.

Глава 2. Ориентационные зависимости параметров зериограничной
диффузии и корреляционные соотношения между ними.
2.1. Введение в проблему.
2.1.1. Кристаллографические параметры границ зёрен.
2.1.2. Структура большеугловых границ зёрен.
2.1.3. Изучение зернограничной диффузии с целью выявления
влияния структуры границ зёрен на диффузионные параметры.
2.1.4. Роль диффузионного изобарического эксперимента.
2.2. Зернограничная диффузия Zn по границам наклона в А1 в
условиях нормального гидростатического давления.
2.2.1. Диффузионный эксперимент.
2.2.2. Результаты диффузионного эксперимента.
2.3. Зернограничная диффузия Zn по границам наклона в А1 в
условиях избыточного гидростатического давления.
2.3.1. Описание диффузионного изобарического эксперимента.
2.3.2. Результаты диффузионного изобарического эксперимента.
2.4. Корреляция между энергией активации и активационным объёмом.
2.5. Связь между энгергией активации и свободным объёмом
границ зёрен.
2.5.1. Теория гетерофазных флуктуаций.
2.5.2. Расчёт величины свободного объёма границ зёрен.
2.6. Компенсационный эффект.
Глава 3. Изучение зериограничной диффузии в окрестности
специальной разориентацтии 25<100>.
3.1. Элементы структуры большеугловых границ зёрен.
3.2. Диффузионный эксперимент.
3.3. Результаты диффузионного эксперимента.
3.4. Модель Харта применительно к зернограничной диффузии.
3.5. Компенсационный эффект. Структурный аспект.
Глава 4. Диффузия в ансамбле пересекающихся границ зерен.
4.1. Роль тройных стыков зёрен в кинетических процессах.
4.2. Геометрия ансамблей границ зёрен, пересекающихся

в точке тройного стыка.
4.3. Описание зернограничной диффузии для конфигурации границ
зёрен — вариант I.
4.4. Описание зернограничной диффузии для конфигурации границ
зёрен - вариант И.
4.5. Анализ скорости диффузионного массопереноса в
зернограиичных ансамблях.
4.6. Возможность реализации экспериментов в зернограничных ансамблях
разной конфигурации.
Глава 5. Диффузия в тонких плёнках в системе Au-Cu.
5.1. Цель и выбор объекта исследования.
5.2. Описание диффузии в тонких плёнках конечной толщины.
5.3. Физические основы метода резерфордовского обратного рассеяния (POP).
5.4. Диффузионный эксперимент в тонких плёнках в системе Au-Cu.
5.5. Спектры POP и концентрационные кривые.
5.6. Определение параметров диффузии.
5.6.1. Определение парциальных коэффициентов взаимной
объёмной диффузии.
5.6.2. Расчёт тройного произведения для зернограничной диффузии
Си в Au.
5.6.3. Расчёт тройного произведения для зернограничной диффузии
Au в Cu.
5.6.4. Аррениусовские зависимости коэффициента взаимной объёмной диффузии и тройных произведений в
тонкоплёночной бинарной системе Au-Cu.
5.7. Корреляционное соотношение между энергиями активации зернограничной- и объёмной диффузии в тонких плёнках.
Основные результаты и выводы.
Литература.

1.2.2. Съёмка концентрационных кривых.
В наших экспериментах диффузия изучалась в направлении, совпадающем с осью разориентации границ. Исследуемые образцы (после проведения диффузионного отжига) представляли собой полоски (высотой порядка 3 мм) бикристалла, разрезанного в направлении, перпендикулярном оси роста. Для проведения МРСА образец помещали в металлическую обойму, совмещая узкую торцевую грань (плоскость реза) образца с плоскостью обоймы, которую затем заливали самотвердеющей акриловой суспензией.
Расположение образца в обойме показано на Рис. 1 11. Более подробно процедура
подготовки образцов для проведения МРСА описана в Главе 2 в Разделах 2.2.1 и 2.3.1.
Рис. 1_11. Пространственное расположение образца, содержащего границу наклона, при проведении МРСА. В качестве образца исследования показан бикристалл А1 с нанесённым на него слоем У.п.
Изоконцентрационные линии в зоне ЗГ диффузии имеют форму клина. Принципиальная схема съёмки концентрационных кривых при изучении ЗГ диффузии в бикристаллах показана на Рис. 1_12. Диффузионный «клин» пересекали в нескольких (от 6 до 20) поперечных сечениях в направлении х, перпендикулярном плоскости залегания границы, за слоем объёмной диффузии. Съёмка велась (в зависимости от возможностей