Кинетика радиационно-стимулированной сепарации компонентов в сплавах

• Автор: Кислицин, Сергей Борисович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Алма-Ата
• Количество страниц: 164 c. : ил

Глава I. РАДИАЦИОННО-СТИМУЛИРОВАННЫЕ ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ

1.1. Экспериментальные результаты и теоретические модели радиационно-стимулированных фазовых превращений *.,.*

1.2. Радиационно-стдаулированная сегрегация

1.3. Устойчивость выделений новой фазы под облучением

1.4. Задачи работы

Глава 2. МЕТОДЫ ЧИСЛЕННОГО РЕШЕНИЯ СИСТЕМ КИНЕТИЧЕСКИХ

УРАВНЕНИЙ

2.1. Решение одномерных -систем нелинейных дифференциальных уравнений в частных производных

2.1.1. Метод решения систем обыкновенных дифференциальных уравнений

2.1.2. Разностная аппроксимация дифференциальных операторов

2.2. Метод решения многомерных дифференциальных уравнений в частных производных
2.2.1. Диффузия точечных дефектов к стокам в
поле напряжений
2.2.2. Метод расщепления решения многомерных
задач математической физики
2.2.3. Алгоритм решения задачи диффузии точечных дефектов к стоку при действии внешней нагрузки под облучением

Глава 3. СЕПАРАЦИЯ АТОМОВ В СПЛАВАХ ПОД ОБЛУЧЕНИЕМ
3.1. Введение
3.2. Модель
3.3. Долговременные сепарации
3.4. Влияние условий облучения и атомных объемов на кинетику радиационно-стимулированной сепарации
3.5. Формирование стабильных зародышей новых фаз
при каскадообразующем облучении
3.6. Кратковременная сепарация атомов разного
сорта в сплавах при облучении
3.7. Заключение
Глава 4. МИГРАЦИЯ МЕЖЗЕЛЬНЫХ АТОМОВ В НЕОДНОРОДНЫХ
ПОЛЯХ НАПРЯЖЕНИЙ
4.1. Методика расчета энергетических барьеров миграции межузельных атомов в градиентах напряжений. »
4.2. Влияние градиента напряжений на энергии миграции собственных и примесных межузельных атомов
4.2.1. Миграция атома Fe из гантели Fе - Ге
4.2.2. Миграция атома J6 из смешанной гантели Fe-Лв
4.2.3. Миграция атома Fe из смешанной гантели fi£-Fe
4.3. Спонтанная миграция Ув из смешанной
гантели
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПЛ. Описание пакета программ SEPA R
П.2. Описание пакета программ VOID
ПРИМЕЧАНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
- 4 -Введение
Одной из актуальных проблем современного радиационного материаловедения является изучение влияния облучения на свойства сплавов. Это определяется тем, что большинство конструкционных материалов ядерных энергетических установок - сплавы. Требования, предъявляемые к материалам конструкций реакторов, не позволяют использовать чистые металлы. Этим и объясняется применение сплавов, имеющих физические свойства недостижимые в чистых металлах. Практически с самого начала применения сплавов для конструкций узлов ядерных установок оказалось, что облучение меняет структурно-фазовый состав сплавов, прочность, пластичность и другие физические свойства. Влияние облучения на структурно-фазовые превращения весьма разнообразно. Равновесные в отсутствии облучения твердые растворы под действием облучения могут стать неравновесными, что приведет к распаду твердого раствора с образованием вторичных (новых) фаз; облучение ускоряет распад в твердых растворах, неравновесных без облучения, но распад в которых практически заморожен вследствие низкой температуры. Может иметь место и обратный процесс - реприципитация - растворение выделений под облучением. В упорядоченных растворах облучение вызывает разупо-рядочение, в случае высокодозного облучения возможен переход кристаллического состояния в аморфное. Кроме того, облучение и структурно-фазовые превращения меняют механические свойства материала. Так распад твердых растворов, появление частиц новой фазы препятствует скольжению дислокаций, приводя к упрочнению. Радиационно-стимулированная сегрегация на стоках точечных дефектов -обогащение стоков примесными атомами - препятствует поглощению на них вакансий и межузельных атомов. Это в свою очередь влияет на процессы распухания и ползучести.

входящая в выражение (2.13) может состоять из различных вкладов [88]. Мы ограничимся рассмотрением размерного взаимодействия, которое дает наибольший вклад в энергию взаимодействия точечного дефекта с полем упругих деформаций. Для сферического дефекта в линейной теории упругости:
Е* = лЯа, К ■ (2.17)
гдедЛ^- релаксационный объем точечного дефекта, К - модуль всестороннего сжатия, £$$■ - сумма диагональных элементов тензора деформаций.
В расчетах концентраций точечных дефектов вблизи стока в образцах при отсутствии внешних нагрузок уравнение (2.13) существенно упрощается (в работе [89] показано, что точечный дефект не взаимодействует с порой в первом приближении по деформациям, т.е. = 0). Уравнение (2.14) в этом случае примет вид: дСос/У£ * ъгСос Ко - #1 С*. . (2.18)
Это уравнение при упрощающих приближениях, например в стационарных условиях и пренебрежении рекомбинацией дефектов, легко решается аналитически с граничными условиями (2.15) [90], Однако, при наложении внешних нагрузок, вследствие действия сил изображение на поверхности стока появляется упругое взаимодействие стока с точечным дефектом. В этом случае при расчете концентрационных профилей точечных дефектов вблизи стока следует использовать уравнение (2.13). Так уже при действии одноосного растягивающего напряжения энергия взаимодействия, определяемая соотношением (2.17) будет иметь аксиальную симметрию, т.е. решаемое уравнение будет двумерным. Для решения такого типа задач используются численные методы.
В упругой среде, подверженной действию постоянной во времени внешней нагрузки, создается однородное поле деформаций, вда-