Исследование образования металлической связи при получении биметаллов на основе кинетики взаимодействия атомов

• Автор: Ким, Станислав Леонидович
• Шифр специальности: 01.04.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 133 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Соединения между разнородными металлическими материалами
1.1. Области применения и требования, предъявляемые к биметаллическим соединениям
1.2. Физико-химические процессы при образовании биметаллических соединений
1.3. Методы анализа и расчета основных характеристик зон соединения в биметаллах
Выводы по главе
Глава 2. Методы молекулярной динамики и Монте-Карло в приложении к исследованию межатомной кинетики в биметаллах
2.1. Определение энергии активации диффузии, самодиффузии и коэффициента диффузии методом молекулярной динамики
2.2. Использование метода Монте-Карло для расчетов характеристик атомно-молекуляроного ансамбля биметаллических соединений
2.3.Потенциалы взаимодействия
Выводы по главе
Глава 3. Разработка программного комплекса для расчета основных параметров биметаллических соединений
3.1. Концепция построения программного комплекса
3.2. Структура входных данных
3.3. Определение потенциала взаимодействия и внутренней энергии
3.4. Расчет коэффициента диффузии и энергии активации
Выводы по главе
Г лава 4. Апробация разработанной математической модели
4.1. Образцы биметаллических соединений
4.2. Методы получения образцов
4.3 Исследование образцов методами сканирующей оптической и
зондовой микроскопии

4.4. Разработка методики определения размеров переходной зоны
методом термоэлектродвижущей силы (термо ЭДС)
4.5 Микрорентгеноспектральный анализ
Выводы по главе
Основные выводы
Список литературы
Приложение
ВВЕДЕНИЕ

Освоение углеводородов и других полезных ископаемых привело к цепной реакции развития человечества.
Каждый день возникает потребность в новых более совершенных материалах, а так же в их усовершенствовании (увеличении предела текучести, пластичности износостойкости, коррозионной стойкости и т.д.). Между тем, природные запасы некоторых металлов очень малы, что делает их редкими и дорогостоящими.
Сократить использование редких дорогостоящих металлов, при этом производя необходимое для обеспечения нарастающего спроса количество изделий с использованием этих металлов, позволяют биметаллические конструкции.
Биметалл представляют собой два разнородных металла или сплава неразрывно соединенных между собой на атомарном уровне путем диффузии. Основной металл несет на себе нагрузку конструкции (изделия), а плакирующий слой, в хим. состав которого входят дорогостоящие металлы, контактирует с рабочей поверхностью. Таким образом, изделие из биметалла экономит свыше 90% дорогостоящего материала.
Отличительной особенностью биметалла от двухслойных конструкций является наличие атомарных связей [1].
Изучением процессов получения биметаллических конструкций занимаются многие институты и ученые по всему миру. В нашей стране этими вопросами занимались и занимаются такие ученые как: К.Е. Чарухина, С.А. Голованенко, В.А. Мастеров, Н.Ф. Казаков, В.Р. Рябов, В.И. Лысак, И.Е. Лапин, Ю.А. Гордополов, Л.Б. Первухин, В.Б. Дементьев, С.Д. Соловьев и многие другие.
Стоит отметить огромный накопленный опыт по производству биметаллов и происходящих при этом процессов.

удобно вычислить заранее и затабулировать, что приводит к существенной экономии машинного времени при расчете. Тогда уравнение (2.5)
перепишется в виде:
(2.8,
В векторной форме это уравнение запишется :
7Г, (2.9)

или эквивалентную систему уравнений:
(IV Р' (17
= (2.10)
ск т Ж
При численном решении дифференциального уравнения (2.9)
применяется дискретизация дифференциального оператора второго порядка.
Существует множество разностных схем для численного решения систем (2.10) [28]. В дальнейшем будут использоваться две схемы: Модифицированная схема Эйлера (схема А):
Г(”+1=К/"+-, (2.11)

г"*х = г” + ¥"+1 Дг, (2.12)
и алгоритм Верле [28] (схема В):
7=7”+?”- дг+511, (2.13)

к;+1 = г" + Й- +- , (2.14)

где А/ - шаг по времени, Р" - сила действующая на і атом в момент времени п, 7" - координата и V" - скорость на временном слое п.
Рассмотрим вопросы устойчивости и точности приведенных выше схем. Точность связана с локальными погрешностями. Есть два источника их возникновения. Первыми являются погрешности округления, проистекающие из-за конечной длины представления чисел в слове
компьютера, а второй обусловлен погрешностями аппроксимации,