Движение дислокации под действием ультразвука в неоднородном по пространству поле напряжений

• Автор: Силис, Мария Ильинична
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 127 с. : ил.

Глава 1. Роль поперечного скольжения в процессе движения дислокации в реальных кристаллах (Обзор литературы)

1.1.Роль поперечного скольжения в преодолении дислокациями препятствий

1.2.Роль поперечного скольжения в процессах размножения дислокаций

1.3.Моделирование поперечного скольжения

1.3.1. Модель Видерзиха

1.3.2. Моделирование движения дислокации с учетом

дальнодействующих полей апряжений

1.3.3. Моделирование поведения дислокаций при знакопеременном

нагружении

1.4.Постановка задачи

Глава 2. Движение винтовой дислокации с учетом ее поперечного скольжения в поле одноименной с ней винтовой дислокации
(Модель и алгоритм)
2.1.Объект исследования
2.2.Условия перехода винтовой дислокации из основной плоскости скольжения в поперечную
2.3.Возможные начальные положения пробной дислокации относительно задающей и выбор диапазона величин внешней нагрузки
2.4.Модель и алгоритм ЭВМ моделирования движения пробной
дислокации в неоднородном поле
Глава 3. Движение дислокации в ультразвуковом поле
Глава 4. Движение винтовой дислокации под действием
ультразвука в неоднородном по пространству поле напряжений
4.1 .Особенности движения дислокации при о0 и 0, принадлежащих
зоне I диаграммы а°
4.2.Особенности движения дислокации при о0 и 0, принадлежащих
зоне II диаграммы ст°
4.3.Особенности движения дислокации при сг° и 0, принадлежащих зоне III диаграммы ст°~0
4.4.Особенности движения дислокации при сг° и 0, принадлежащих
зоне IV диаграммы ст°-в
4.5.Зависимость формы и размера стартовых областей от частоты
ультразвука и коэффициента динамической вязкости
4.6.Сравнение особенностей движения дислокации только в
ультразвуковом поле и в присутствии неподвижной дислокации
Глава 5. Высоты выброса дислокации в результате поперечного скольжения
5.1.Высоты выброса винтовой дислокации при одном ультразвуковом воздействии
5.2. Высоты выброса винтовой дислокации под действием ультразвука
в неоднородном по пространству поле напряжений
5.3.Суммарный выброс винтовой дислокации под действием
ультразвука в неоднородном по пространству поле напряжений
Заключение
Литература

К числу фундаментальных проблем физики твердого тела относится установление связи между макроскопическими характеристиками материалов, их структурно-чувствительными свойствами и микропроцессами и дефектами кристаллической структуры. Свойства кристаллов зависят не только от концентрации дефектов, но и от характера их движения и взаимодействия. При различных внешних воздействиях характер движения и взаимодействия дефектов может меняться, следствием чего может являться изменение физических свойств кристаллов. Воздействуя на кристалл различными полями, можно целенаправленно изменять систему его структурных дефектов, а, следовательно, и его физические свойства, что важно для прикладных целей и является одной из основных задач современного материаловедения. Одним из таких воздействий, широко использующихся на практике, является ультразвук. Ультразвуковое воздействие дает возможность изменять свойства кристаллов, меняя в широком интервале плотность дислокаций и обусловливая формирование особых дислокационных структур, не создающих в кристалле дальнодействующих полей напряжений. При ультразвуковом воздействии важную роль играет процесс поперечного скольжения дислокаций, поскольку в его отсутствие невозможно эффективное размножение дислокаций.
Происходящие в кристаллах процессы изменения структурных дефектов, как правило, не линейны, что определяет сложность их аналитического описания и требует численного решения соответствующих задач.
Целью данной работы являлось исследование методом ЭВМ-моделирования процесса движения дислокации с учетом поперечного скольжения под действием ультразвука в неоднородном по пространству поле упругих напряжений при различных параметрах задачи (частотах и амплитудах ультразвука, ориентациях образцов относительно направления ультразвуковой волны и др.).

после чего дислокация испытает поперечное скольжение. Этот процесс будет повторяться до тех пор, пока в результате поперечного скольжения дислокация к окончанию какого-либо периода ультразвука не окажется в областях А- или А7 Дальнейшее ее движение будет происходить только по плоскости скольжения (011) с постепенным дрейфом в направлении уменьшения или увеличения х, соответственно.
Стартуя из области Ві, дислокация в результате поперечного скольжения может в конце первого периода оказаться либо в области Аі, либо в области Аз, а стартуя из области В-і - либо в А2, либо в Ал.
При старте дислокации из областей А5, Ав и С, её поведение аналогично тому, что имеет место при старте из областей Аз, А4 и В„ только поперечное скольжение направлено в сторону убывания у.
Штриховые линии на рис.4.1 характеризуются тем, что стартуя с их участков 1-2 и 1'-2 дислокация движется только по плоскости скольжения (011) и в конце каждого периода возвращается в свое начальное положение, то есть испытывает периодическое движение в поле неподвижной дислокации. Колебания симметричны относительно оси оу. Стартуя с участков 2-3 и 2’-3', дислокация в результате поперечного скольжения в конце первого периода попадает на участок 1-2 или 1'-2' этих же линий, соответственно, а затем испытывает периодическое движение в плоскости скольжения (011), как описано выше. Участки 1-2 и 1'-2' этих линий в дальнейшем будем называть "линиями захвата".
Моделирование показало, что форма областей старта существенно зависит от амплитуды напряжения ст° и угла 0. Рассмотрим сначала как стартовые области зависят от 0 (при изменении 0 меняется соотношение скалывающих напряжений, создаваемых ультразвуком в плоскостях легкого и поперечного скольжения). Пусть амплитуда напряжения будет равна ст°=6 МПа.
При 0=0° форма областей старта симметрична относительно оси ох, как это видно на рис. 4.1 и рис. 4.2а. Это связано с тем, что при 0=0° фактор Шмида /772=0 и, следовательно, компонента ультразвукового поля