Зарождение фаз в твердых телах и релаксация внутренних напряжений в гетерофазных системах

• Автор: Тимошенко, Татьяна Семеновна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 102 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ стр>

ГЛАВА I. Современное состояние теории фазовых цревращений в кристаллах и релаксация внутренних напряжений

в гетерофазных системах

Выводы к главе I

ГЛАВА 2. О зарождении новой фазы в твердых растворах

2.1. Свободная энергия неоднородного твердого бинарного раствора

2.2. Нахождение равновесных распределений концентраций

2.2.1. Сферический зародыш в неограниченной среде

2.2.2. Сферический зародыш в ограниченной среде

2.2.3. Двухдоменное состояние (двухфазное равновесие)

2.2.4. Плоский зародыш в неограниченной среде

2.2.5. Одномерные' периодические распределения
Выводы к главе
ГЛАВА 3. Внутренние напряжения, возникающие при зарождении
новой фазы, и роль их релаксации при зарождении
3.1. О расчете внутренних напряжений в гетерофазных системах
3.2. Роль релаксации внутренних напряжений при зарождении новой фазы
Выводы к главе
ГЛАВА 4. Внутренние напряжения и их релаксация в эпитаксиальных системах

4.1. Расчет внутренних напряжений эпитаксиальных слоев
4.2. Образование дислокаций несоответствия как механизм релаксации внутренних напряжений
4.3. Количественные расчеты внутренних напряжений и
их релаксации в эпитаксиальных системах
4.3.1. Релаксация внутренних напряжений в двухслойных структурах, осуществляемая образованием одной системы дислокаций
4.3.2. Релаксация внутренних напряжений в двухслойных структурах, осуществляемая образованием нескольких систем дислокаций
Выводы к главе
Заключение
Литература

Выполнение задач, поставленных ХХУТ съездом КПСС в области научно-технического прогресса, требует дальнейшего развития теоретических и экспериментальных исследований по физике твердого тела, создания высокопрочных материалов и сплавов.
В современной технике используются сплавы, находящиеся как в гомогенных, так и в гетерогенных (гетерофазных) состояниях. При изменении внешних условий (температуры, давления) в кристаллическом материале одной модификации может начаться рост кристаллов другой, более устойчивой в новых условиях модификации. Этот процесс в конечном итоге приводит к перестройке кристаллической решетки тела и, следовательно,к коренному изменению его механических и физических свойств. Способность кристаллов существовать в различных атомноструктурных состояниях и в зависимости от внешних условий претерпевать превращения из одной кристаллической модификации: в другую - одно из важнейших свойств материалов, обусловившее их чрезвычайно широкое применение в народном хозяйстве. Подвергая кристалл различным внешним воздействиям, можно при одном и том же составе изменять его фазовое и структурное состояния и придавать кристаллическому телу необходимые для практических целей свойства. Этим объясняется то особое значение, которое имеет для современного металловедения теория фазовых превращений.
Одной из актуальных проблем теории фазовых превращений является анализ зарождения новой фазы в твердых телах, занимающий центральное место в диссертационной работе. Несмотря на то, что рассмотрению зарождения в твердых растворах посвящено очень много работ, проблема зарождения до настоящего времени полностью не разрешена.

Состояние внутреннего напряжения, возникающее в материале вследствие того, что часть его претерпевает деформацию решетки, можно моделировать, рассматривая следующую последовательность операции (рис.II).
Рис.II. Возникновение внутренних напряжений при образовании когерентного включения [19]
Проведем в исходной фазе некоторую замкнутую поверхность £ , сделаем разрез вдоль этой поверхности и извлечем заключенный в нее объем исходной фазы. Пусть в результате фазового превращения в выделенном объеме произошла перестройка кристаллической решетки, характеризующаяся тензором С/°с/и , тогда все точки поверхности сместятся на величину Ц?С£) = С/2# ОС к (£) , где £#(£) -координаты точки поверхности £ . Теперь вставим кристалл новой фазы в исходную матрицу таким образом, чтобы атомы, бывшие соседними по обе стороны поверхности £ до превращения, остались соседними после превращения, хотя и испытали упругие смещения {С/с и С/с ). Если характер соседства атомов по обе стороны межфазной границы не отличается от расположения атомов вдоль аналогичным образом ориентированной поверхности, мысленно проведенной в исходной фазе, то такие фазы обычно называют когерентными.