Точечные дефекты и их роль в процессах разупорядочения двумерного интерметаллида Ni3Al

• Автор: Холодова, Наталья Борисовна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 233 с. : ил.

1 ИНТЕРМЕТАЛЛИДЫ: ИХ СВОЙСТВА, МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СТРУКТУРНОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПРЕВРАЩЕНИЙ В НИХ

1.1 Особенности свойств интерметаллидов и методы их получения

1.2 Теоретические представления о механизмах диффузии в твердых телах и методы исследования диффузионных процессов

1.2.1 Механизмы диффузии

1.3 Методы компьютерного моделирования и их применение в физике конденсированного состояния

1.3.1 Методы компьютерного моделирования на микроуровне

1.3.2 Особенности конструирования потенциалов для сплавов

1.4 Обзор некоторых результатов компьютерного моделирования

1.5 Постановка задачи исследования

2 БЕЗВАКАНСИОННЫЕ МЕХАНИЗМЫ ДИФФУЗИИ В ЧИСТЫХ МЕТАЛЛАХ И ИНТЕРМЕТАЛЛИДЕ №3А1

2.1 Безвакансионный механизм диффузии в двумерном кристалле никеля

2.2 Безвакансионный механизм в интерметаллиде Ы13А1
3 ВАКАНСИИ И ИХ КОМПЛЕКСЫ, ИХ РОЛЬ В ДИФФУЗИИ И ПРОЦЕССЕ РАЗУПОРЯДОЧЕНИЯ ИНТЕРМЕТАЛЛ ИДА №3А1
3.1 Особенности в диффузионной активности вакансий в узлах N1 и А1 в зависимости от температуры при импульсном разогреве в течение 5пс
3.2 Развитие процесса разупорядочения в интерметаллиде М13А1 при наличии одиночных вакансий в зависимости от температуры и продолжительности импульсного разогрева
3.3 Исследование стадий объединения вакансий в дивакансиопный комплекс
3.4 Диффузионная подвижность дивакансии в зависимости от

температуры при импульсном разогреве кристалла в течение 5пс
4 ВЛИЯНИЕ ТОЧЕЧНЫХ ДЕФЕКТОВ ВНЕДРЕНИЯ И ИХ КОМПЛЕКСОВ НА ПРОЦЕССЫ ДИФФУЗИИ И РАЗУПОРЯДОЧЕНИЯ В ИНТЕРМЕТАЛЛИДЕ №3А1
4.1 Структурно-энергетические характеристики точечных дефектов внедрения в двумерном кристалле 1%А!
4.2 Диффузионная подвижность межузельных атомов в зависимости от температуры при импульсном разогреве кристалла №зА1 в течение 5пс
4.3 Точечные дефекты внедрения, их роль в структурно-энергетических изменениях в двумерном интерметаллиде Ы1зА1 в зависимости от температуры и времени импульсного разогрева
4.4 Исследование условий агрегатизазии пар точечных дефектов внедрения в зависимости от расстояния между ними
4.5 Агрегатизация пар точечных дефектов внедрения
4.6 Миграция пар точечных дефектов внедрения в зависимости от времени
5 ПАРЫ ФРЕНКЕЛЯ. ИХ РОЛЬ В ПРОЦЕССЕ РАЗУПОРЯДОЧЕНИЯ ИНТЕРМЕТАЛЛ И ДА №3А1
5.1 Оценка критического расстояния стабильности дефектов в парах Френкеля
5.2 Невзаимодействующие между собой пары Френкеля и их роль в
процессе разупорядочения сплава в зависимости от температуры
5.2.1 Пары «межузельный атом ГП - вакансия в узле А1»
5.3 Роль невзаимодействующих между собой пар Френкеля, сохраняющих стехиометрический состав системы, в процессе разупорядочения сплава
№зА1 в зависимости от времени
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Упорядочивающиеся сплавы и интерметаллиды в настоящее время играют важную роль, так как обладают рядом уникальных свойств по сравнению с другими материалами. Это, в первую очередь, положительная зависимость предела текучести, обнаруженная в некоторых интерметаллидах и, в частности, в сплаве Ы1зА1. Такое специфическое свойство значительно расширяет возможности применения данных сплавов в качестве конструкционных материалов, в том числе для изготовления лопаток реактивных двигателей. Кроме того, система №-А1 является практически основной системой, которая положена в основу создания реально работающих суперсплавов. Однако в этой области имеется много проблем. Физико-механические свойства интерметаллидов напрямую зависят от таких факторов как атомное
упорядочение и фазовые превращения типа «порядок-беспорядок», происходящих в системе. Кроме того, общеизвестно, что реальные кристаллы характеризуются наличием в них различных несовершенств и дефектов кристаллической решетки. Они, в свою очередь, являются инициаторами
структурно-энергетических превращений реализующихся в кристаллах,
поэтому изучение такого рода процессов представляется одной из основных задач для современных исследований в физике конденсированных состояний.
Важную роль во многих процессах, протекающих в металлах и сплавах, играет диффузия. Изучение диффузии является одним из наиболее
универсальных и чувствительных инструментов исследования характеристик дефектов. Многообразие дефектов и механизмов их миграции влечет за собой многообразие диффузионных механизмов. На текущий момент имеется достаточно много информации о характеристиках диффузии в кристаллах с ГЦК и ОЦК решеткой, а также в полупроводниках. При этом для многих металлов в определенном диапазоне температур обнаружено отклонение от закона Аррениуса - значения энергии активации и предэкспоненциального множителя для области средних и высоких температур оказываются различными. Кроме того, в сплавах диффузионный процесс протекает

При данной температуре (1800 К) компьютерный эксперимент показал, что во времени образуются только одиночные пары Френкеля. Поэтому структура двумерного кристалла чистого никеля не претерпевает существенных изменений за исключением локальных областей, где по картине упаковки атомных рядов область кристалла, в которой находится вакансия, можно рассматривать как зародыш дислокационной петли, а зону вблизи межузельного атома - как элемент дислокационного диполя (рисунок 2.6).
Рисунок 2.6 - Картина структурных смещений атомных рядов вдоль плотноупакованного направления при температуре 1800 К и времени импульсного разогрева 530 пс. 1 - элемент дислокационного диполя,
2 - зародыш дислокационной петли
Графики углового смещения атомных рядов демонстрируют сохранение порядка первоначально идеального кристалла, как и график распределения атомов в кристалле по координационным сферам (рисунок 2.7).
При повышении температуры импульсного разогрева до 1900 К первая относительно «долгоживущая» пара Френкеля была обнаружена при разогреве в течение первых 50 пс (рисунок 2.8).