Атомная структура границ зерен наклона в металлах и упорядоченных сплавах на основе кубической решетки

• Автор: Демьянов, Борис Федорович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 346 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ДОСТИЖЕНИЯ И ПРОБЛЕМЫ ФИЗИКИ ГРАНИЦ ЗЕРЕН

1Л. Характеристики и классификация границ зерен

1.2. Влияние границ зерен на физико-механические свойства

поликристаллов

1.3 Модели границ зерен

1.4. Экспериментальное определение энергии границ зерен

1.5. Статистика распределения границ зерен по разориентациям

1.6. Компьютерные расчеты атомной структуры границ зерен

1.6.1. Основные закономерности атомной структуры

границ зерен
1.6.2. Относительный сдвиг зерен
1.6.3. Избыточный объем
1.6.4. Множественность структурного состояния границ зерен
1.6.5. Атомные смещения в области границ зерен
1.7. Экспериментальные данные по атомной структуре границ зерен
1.8. Постановка задачи
2. МЕТОДИКА КОМПЬЮТЕРНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Выбор метода компьютерного моделирования
2.2. Потенциал межатомного взаимодействия
2.2.1. Выбор вида потенциала
2.2.2. Определение параметров потенциалов Морза
2.3. Методика расчета произвольных границ зерен
2.4. Методика расчета специальных границ зерен
2.5. Методика расчета взаимодействия границ зерен с точечными дефектами
3. СТРУКТУРНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
ГРАНИЦ ЗЕРЕН В МОДЕЛИ РСУ
ЗЛ. Кристаллогеометрическое описание специальных границ зерен наклона [100] в модели РСУ
3.2. Исследование границ зерен в жесткой модели
3.2.1. Анализ рельефа у-поверхностей в металлах
3.2.2. Особенности у-поверхностей в упорядоченных сплавах
3.2.3. Расчеты избыточного объема границ зерен
в жесткой модели
3.3. Структура границ зерен с учетом атомной релаксации
3.3.1 Рельеф у-поверхностей в металлах
3.3.2. Рельеф у-поверхностей в сплавах
3.3.3. Атомная структура границ зерен
3.4. Границы зерен общего типа в геометрической модели
4. ГРАНИЦЫ ЗЕРЕН ОБЩЕГО ТИПА
4.1. Вакансионная релаксация границ зерен общего типа
4.2. Атомная структура границ зерен общего типа
4.3. Зависимость энергии границ зерен от угла разориентации
в металлах
4.4. Зависимость энергии границ зерен от угла разориентации
в сплавах со сверхструктурой ЬЦ и В
5. СПЕЦИАЛЬНЫЕ ГРАНИЦЫ ЗЕРЕН НАКЛОНА
5.1. Исследование специальных границ зерен методом
пробной вакансии
5.2 Вакансионная релаксация специальных границ зерен
5.3. Построение структурных единиц специальных
границ зерен
5.4. Распределение напряжений в области границы зерен
6. АТОМНАЯ ПЕРЕСТРОЙКА ГРАНИЦ ЗЕРЕН
6.1. Взаимодействие границ зерен со структурными вакансиями
6.2. Вакансионная перестройка специальных границ зерен
6.3. Поглощение и испускание структурных вакансий общими границами зерен
6.4. Сдвиговая перестройка границ зерен. Зернограничное проскальзывание
6.4.1 Общая характеристика рельефа у-поверхностей
6.4.2. Граница зерен Z=5[100](012)
6.4.3. Граница зерен 2=5[100](013)
6.4.4. Граница зерен S=T7[100](014)
6.4.5. Граница зерен 2>=13[100](015)
7. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СПЕЦИАЛЬНЫХ ГРАНИЦ ЗЕРЕН НАКЛОНА С ТОЧЕЧНЫМИ ДЕФЕКТАМИ
7.1. Атомная структура вакансий в области границы зерен
7.2. Взаимодействие вакансий с границами зерен
7.3. Взаимодействие примесей с границами зерен
ЗАКЛЮЧЕНИЕ, ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
Приложение 1. Энергетические у-поверхности границ зерен,
рассчитанные в жесткой модели
Приложение 2. Энергетические у-поверхности границ зерен,
рассчитанные с учетом атомной релаксации
ЛИТЕРАТУРА

[91,110,118]. В оцк металлах часто встречаются 2)5, 13, 15, 17, 25, редко 13, 7, 9, 11, 19 [97,112,113]. Из анализа статистики в Ре и Мо высказано предположение, что энергии всех специальных ГЗ в оцк металлах примерно одинаковы [113].
Можно выделить следующие особенности распределения ГЗ по ориентировкам в отожженных поликристаллах.
- Распределение отличается от хаотического.
- Спектр имеет дискретный характер, некоторые разориентировки отсутствуют.
- Встречаются все типы ГЗ.
- Доля большеугловых ГЗ значительно превышает долю малоугловых.
- Доля специальных ГЗ составляет от 5% до 40%[91 ].
- Среди специальных границ чаще всего встречаются ГЗ 13, особенно в металлах с низкой энергией дефекта упаковки.
- Металлы с одинаковым типом решетки имеют различные зернограничные ансамбли.
На основе анализа экспериментальных данных по статистике разориентировок в кубических кристаллах в работе [119] выделены три группы материалов в каждой из которых распределение специальных ГЗ по параметру 1 идентично. Это разбиение основано на механизме возникновения и связывается со склонностью металлов к двойникованию.
1 группа: специальные ГЗ, ассоциируемые с пластинчатыми двойниками (медь, никель, нихром, нерж. сталь).
2 группа: специальные ГЗ, ассоциируемые с угловыми двойниками [ 120](алюминий).
3 группа: специальные ГЗ, возникающие в результате случайной встречи зерен со специальными разориентировками (Бе, Мо, N6).