Классификация точечных дефектов и их комплексов в двумерной гексагональной кристаллической решетке интерметаллида типа Ni3 Al

• Автор: Дудник, Евгения Александровна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 199 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТОЧЕЧНЫХ ДЕФЕКТОВ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ РЕШЕТКИ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

El. Виды дефектов кристаллической решетки и их влияние на свойства

металлов и сплавов

1.2. Исследование физических процессов с участием точечных дефектов и 18 их комплексов

1.3. Методы компьютерного моделирования в физике конденсированного 24 состояния

1.4. Постановка задачи исследования 3

II. СТРУКТУРА И ЭНЕРГИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ТОЧЕЧНЫХ ДЕФЕКТОВ И ИХ КОМПЛЕКСОВ В ПРИБЛИЖЕНИИ ЖЕСТКИХ СФЕР

2.1. Структурно-энергетические характеристики дефектов в статике

2.2. Вакансии

2.3. Дивакансии
2.4. Тривакансии
2.5. Точечные дефекты замещения
2.6. Возможные конфигурации из двух точечных дефектов замещения
2.7. Комплексы из точечных дефектов замещения, расположенных вдоль 55 одного из кристаллографических направлений
2.8. Возможные конфигурации из двух пар точечных дефектов замещения
2.9. Антифазные границы
III. СТРУКТУРА И ЭНЕРГИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ТОЧЕЧНЫХ ДЕФЕКТОВ И ИХ КОМПЛЕКСОВ В МОДЕЛИ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ДИНАМИКИ
3.1. Структурно-энергетические характеристики дефектов в приближении
молекулярной динамики

3.2. Вакансии
3.3. Дивакансии
3.4. Тривакансии
3.5. Трансформация атомной структуры вблизи точечного дефекта внедрения
3.6. Линейные комплексы смещенных атомов
3.7. Точечные дефекты замещения, формирующиеся в случае динамической релаксации
3.8. Комплексы из двух одиночных точечных дефектов замещения, образованные по механизму обмена
3.9. Конфигурации комплексов точечных дефектов замещения, расположенных вдоль одного из кристаллографических направлений
3.10. Конфигурации комплексов из двух пар точечных дефектов замещения
IV. ТЕРМОАКТИВИРУЕМАЯ ПЕРЕСТРОЙКА СТРУКТУРЫ КРИСТАЛЛА ВБЛИЗИ ТОЧЕЧНЫХ ДЕФЕКТОВ И ИХ КОМПЛЕКСОВ
4.1. Термоактивируемая перестройка структуры кристалла вблизи отдельного точечного дефекта
4.2. Термоактивируемые элементы разупорядочения, вносимые одиночной вакансией
4.3. Термоактивируемые элементы разупорядочения, вносимые комплексом, содержащим одиночную вакансию и точечный дефект замещения
4.4. Термоактивируемая перестройка атомной структуры кристалла вблизи дивакансионного комплекса
4.5. Механизм движения термоактивируемого элемента разупорядочения, вносимого дивакансионным комплексом
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ВВЕДЕНИЕ
К настоящему времени установлено, что целый ряд физико-механических свойств твердых тел (диффузия, пластичность, прочность и др.) обусловлены наличием в них различных структурных дефектов, таких как точечные дефекты и их комплексы, различные типы дислокаций, дефекты упаковки, двойники и др. Упорядочивающиеся сплавы и интерметаллиды, как физические объекты, имеют важные особенности сравнительно с другими материалами, и изучение явлений в таких сплавах имеет как прикладной, так и общефизический интерес. Точечные дефекты в упорядоченных сплавах и интерметаллидах, такие как вакансии, точечные дефекты замещения (ТДЗ), точечные дефекты внедрения (ТДВ) являются генераторами структурно-энергетических превращений в сплавах. Исследование механизмов взаимодействия точечных дефектов и их комплексов представляется важным для изучения эволюции дефектных структур и фазовых превращений.
В настоящей работе методом компьютерного моделирования исследуются структурно-энергетические особенности точечных дефектов и их комплексов в двумерной гексагональной кристаллической решетке интерметаллида типа №зА1. Очевидно, что результативность методов компьютерного моделирования и совершенствование математических моделей зависит от достигнутого уровня понимания физических явлений на микроскопическом уровне. Таким образом, изучение дефектов в металлических системах на микроскопическом уровне представляется актуальным, так как физико-механические свойства материалов определяются степенью совершенства их кристаллической структуры.
Целью настоящей работы является проведение анализа структурноэнергетических характеристик точечных дефектов и их комплексов в упорядоченных бинарных сплавах, с использованием как статической, так и динамической моделей.

решается задача Коши. В начальный момент времени атомы размещаются в узлах кристаллической решетки, задается число атомов, определяются позиции координат и скорости всех атомов:
Ху{0),Уу(0) ио,; (0), где !,]=],2,...,Р(і,/ - номер узла решетки/
Система обыкновенных дифференциальных уравнений движения имеет вид:
сІХу сій у Ру (/)
сії т
где Рц определяется аналогично (1.3.11). В соответствии с поставленной задачей на расчетный блок накладываются граничные условия. Для получения частных решений сформулированной задачи используется модифицированный метод Эйлера, представлена система разностного уравнения для определения позиции Хп атомов по одной из координатных осей и проекций скоростей на ось координат Ут в п-ом узле дискретной решетки:
Уп^Уп^ЛьРМт1, (1.3.16)
Упх=(У7Х*+ Уп.1у)/2,
Хп=Хп.!+АР Упх, п=1,...,Ы,
где А? - шаг интегрирования. Шаг интегрирования выбирается таким образом, чтобы он был примерно на два порядка меньше периода колебания атомов, обычно Ы:=10~14-10~15 с. Погрешность на каждом шаге при использовании этого метода составляет 0(Ь3), где Ь=Л1 - шаг интегрирования. Более высокая точность может быть достигнута при использовании более точных методов, например, метода Рунге-Кутта (метод четвертого порядка точности), для которого ошибка на шаге имеет порядок 0(Ь5). Выбор метода решения зависит от цели и условий поставленной задачи.
При применении численных методов в задачах молекулярной динамики, особенно в случаях задач, требующих большого числа временных итераций, возникают трудности, связанные с накоплением ошибок различного рода, как ошибок метода при отображении бесконечномерного пространства в