Динамика дислокаций в щелочно-галоидных кристаллах при наложении ультразвука

• Автор: Дегтярёв, Вячеслав Тихонович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 218 с. : ил.

ГЛАВА 1. ИЗМЕНЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И ДИСЛОКАЦИОННОЙ СТРУКТУРЫ КРИСТАЛЛОВ ПОД ВЛИЯНИЕМ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ ВИБРАЦИИ: СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

1.1. Реальные кристаллы и пластическая деформация

1.2. Изменение механических свойств кристаллов под влиянием высокочастотной вибрации

1.3. Поведение дислокаций в поле осциллирующего напряжения

1.4. Влияние ультразвукового поля на дислокационную структуру

кристаллов

1.5. Данные об изменении дислокационной структуры под влиянием4

ультразвука

1.6. Акустопластический эффект

1.7. Некоторые подходы к моделированию процессов зарождения и

прохождения дислокаций

ГЛАВА 2. МОДЕЛИ, АЛГОРИТМ И ПАКЕТ ПРОГРАММ
2.1. Модели, использованные для анализа акустопластического эффекта
2.2. Моделирование процесса прохождения краевой дислокацией модельной площадки в квазистатическом приближении
2.3. Моделирование процесса прохождения краевой дислокацией модельной площадки с использованием уравнения движения
2.4. Модель и алгоритм для исследования поведения ансамбля дислокаций в ультразвуковом поле

ГЛАВА 3. ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ДИСЛОКАЦИОННОЙ СТРУКТУРЫ И ОСОБЕННОСТИ ИХ ДВИЖЕНИЯ В УЛЬТРАЗВУКОВОМ ПОЛЕ
3.1. Поведение единичной дислокации в ультразвуковом поле
3.2. Поведение дислокационного диполя в ультразвуковом поле
3.3. Дислокационные сегменты в ультразвуковом поле
ГЛАВА 4. САМООРГАНИЗАЦИЯ ДИСЛОКАЦИЙ В УЛЬТРАЗВУКОВОМ ПОЛЕ
4.1. Процесс формирования упорядоченных дислокационных структур в ультразвуковом поле
4.2. Характерное время формирования ячеистой структуры в ультразвуковом поле
ГЛАВА 5. ПРОХОЖДЕНИЕ СКОЛЬЗЯЩЕЙ ДИСЛОКАЦИИ ЧЕРЕЗ » АНСАМБЛЬ КОЛЕБЛЮЩИХСЯ ЛЕСНЫХ ДИСЛОКАЦИЙ
5.1. Моделирование в квазистатическом приближении
5.2. Моделирование процесса прохождения в квазидинамическом приближении
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

К числу важных проблем физики твердого тела относится создание новых материалов с заданными свойствами. Столь же важным является и вопрос о том, как могут изменяться свойства конструкционных материалов и твердотельных элементов приборов в условиях их эксплуатации. Яркими примерами могут служить проблемы пластичности при обработке трудно-деформируемых материалов, радиационных повреждений, наблюдаемых в ряде элементов ядерных реакторов, и изменения прочностных свойств конструкционных материалов, происходящих при возникновении вибраций.
В этих областях широкое техническое применение получили реальные кристаллы, характеризуемые наличием в них разного рода дефектов - поликристаллы, свойства которых контролируются как межзеренными, так и внутризеренными процессами. Какие из этих процессов станут определяющими, зависит от условий нагружения. Так, при высокочастотных вибрациях основной вклад будут вносить процессы, происходящие внутри зерен. Зерна поликристаллов (кристаллиты), являются, как правило, монокристаллами, размеры которых могут быть существенно различными: от долей микрометра (нанокристаллы) - до сантиметров (бикристаллы).
В трех вышеприведенных проблемах особый интерес представляют исследования, связанные с изменением механических свойств монокристаллов («реальных кристаллов») под действием высокочастотных вибраций ультразвукового диапазона, и прежде всего, изучение микропроцессов, происходящих в объеме образца за времена порядка периода ультразвука 1СГ3 с, и обусловленных ими изменений свойств материалов.
Основа таких изысканий заключается в исследовании дефектов, определяющих структурно-чувствительные свойства твердых тел, например, дислокаций. Натурные методы изучения поведения дислокаций (избирательное травление и электронная микроскопия) позволяют получить сведения лишь о том, что было до начала ультразвукового воздействия (в исходном состоя-

пробной дислокации рассматривалось действие примерно 103 дислокаций леса. Наконец, третья трудность настоящей задачи по сравнению с рассмотренными в работах [104-109] заключалась в том, что поле, создаваемое колеблющимся лесом дислокаций, изменяется в течение всего периода колебаний. Поэтому при нахождении устойчивого состояния скользящей дислокации при данном уровне внешнего напряжения сдвига необходимо осуществлять контроль за выполнением соотношения (2.1) в каждый момент времени в течение всего периода колебаний дислокаций леса.
Методика и алгоритмы построения равновесных конфигураций скользящих дислокаций в случае действия только одной сдвиговой нагрузки подробно описаны в [104, 110-112]. Поскольку алгоритм построения равновесных конфигураций скользящих дислокаций в условиях комплексного нагружения постоянной и периодической внешними нагрузками представляет собой модификацию алгоритмов и программ [110, 112], ограничимся лишь кратким рассмотрением основных этапов методики.
На первом этапе, при фиксированном уровне внешнего напряжения сдвига твн, находилось семейство равновесных конфигураций скользящей дислокации между двумя соседними препятствиями вдоль скользящей дислокации для моментов времени, отвечающих различным значениям фазы колеблющихся дислокаций леса ср из интервала значений • Построение
равновесной конфигурации скользящей дислокации при фиксированных значениях тен и <р проводилось при строгом учёте дальнодействующих полей внутренних напряжений, создаваемых дислокациями леса с учётом ориентирующего действия, которое дислокации леса оказывают на скользящую дислокацию в окрестностях особых точек их пересечения в соответствии с [105-107]. Нахождение предельного твн для рассматриваемого участка скользящей дислокации между двумя соседними препятствиями вдоль скользящей дислокации проводилось методом постепенного увеличения уровня внешне-