Упругие и ян-теллеровские взаимодействия в диффузии и структурных фазовых превращениях

• Автор: Лахтин, Александр Станиславович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 126 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ДИФФУЗИЯ ВОДОРОДА, КИСЛОРОДА, АЗОТА И УГЛЕРОДА В МЕТАЛЛАХ. УПРУГАЯ МОДЕЛЬ.

1.1 Постановка залами

1.2 Анализ коэффициентов диффузии водорода, кислорода, азота и углерода в

упругой модели потенциального барьера

1.2.1 Выбор экспериментальных данных для анализа

1.2.2 ГПУметаллы.

1.2.3 ОЦК металлы

1.3 Неадекватность упругой модели для диффузии углерода.

1.4 Результаты проведенного анализа.

ГЛАВА 2. ДИФФУЗИЯ УГЛЕРОДА И БОРА В МЕТАЛЛАХ.
2.1 Модель потенциального барьера для диффузии углерода
2.2 Сопоставление модели с опытными данными
2.3 Результаты анализа опытных данных
2.4 Выводы.
ГЛАВА 3. ДИФФУЗИЯ В КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ ЯНТЕЛЛЕРОВСКИХ СИСТЕМАХ.
3.1 Постановка задачи
3.2 Описание эксперимента
3.3 Результаты эксперимента
3.4 Теоретическая часть
3.5 Заключение.
ГЛАВА 4. ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В СМЕШАННЫХ ЯНТЕЛЛЕРОВСКИХ СИСТЕМАХ С НЕЭКВИВАЛЕНТНЫМИ КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИМИ ПОДРЕШЕТКАМИ.
4.1 Введение.
4.1.1 Эффект ЯнаТеллсра.
4.2. Гамильтониан и свободная энергия смешанной кристаллической системы .
4.3. Кооперативные ЯТ системы со структурным фазовым переходом первого рода.
4.3.1. Фазовые состояния системы в асимптотическом пределе Т0К.
4.3.2. Фазовая диаграмма системы, случай Ер 0
4.3.3. Фазовые состояния ЯГ смеси в случае Ер 0.
4.4. Кооперативные ЯТ системы со структурным фазовым переходом второго рода.
4.4.1. Фазовые состояния системы в асимптотическом пределе Т0К.
4.4.2. Фазовые состояния в широком интервале температур в отсутствие эффектов распада бездиффузиоиные фазовые превращения
4.5. Заключение
ГЛАВА 5. НЕСМЕШИВАЕМОСТЬ В КОНДЕНСИРОВАННЫХ ИОННЫХ СИСТЕМАХ С КОНКУРИРУЮЩИМИ КАТИОННЫМИ КООРДИНАЦИЯМИ
5.1 Введение.
5.3. Статистическая модель ионного расплава с двумя типами катионных позиций
5.4. Оценка конфигурационного вклада в энтропию плавления ионного кристалла
5.4 Смешанные кристаллические ионные системы с двумя типами позиций для катионов
5.5 Заключение
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Показано, что изменение знака энергии предпочтения катиона к определенной координации в смешанных ионных системах сопровождается появлением области абсолютной спинодальной неустойчивости раствора и купола несмешиваемости на его фазовой диаграмме. Эти результаты получены для обоих агрегатных состояний конденсированных ионных систем. Результаты анализа широкого класса экспериментальных данных по диффузии легких атомов внедрения в металлах. Описание роли упругих взаимодействий в формировании энергии активации водорода, азота, кислорода, углерода и бора в металлах. Теория ограниченной растворимости и специфика структурных фазовых превращений в многокомпонентных кристаллических системах с янтеллеровскими ионами. Микроскопический механизм явления. Связь между скоростью диффузионных процессов в этих системах и типом их фазовых состояний. Результаты анализа коэффициентов диффузии легких атомов и фазовых равновесий по типу несмешиваемости будут полезны при проведении оценок и интерпретации экспериментальных данных по фазовым диараммам, характеристикам поверхности и термодинамическим характеристикам объемных многокомпонентных фаз широкого класса металлических и ионных кристаллических систем. Развитые в работе методы и подходы к описанию фазовых равновесий могут быть обобщены и использованы при анализе фазового состава и широкого спектра физикохимических и структурных характеристик более сложных систем. XVI , 1, v, i, . Ii ii iii ii, i , xi, i, i, viv, I, . Юбилейная научная конференция Герасимовские чтения. МГУ, Москва, . Всероссийской конференции ХИМИЯ ТВЕРДОГО ТЕЛА И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ Екатеринбург, . XI Российская конференция Строение и свойства металлических и шлаковых расплавов, сентября, Екатеринбург, . Ii ii i i ii , vi, , . Региональная конференция Физическая химия и технология в металлургии, апреля, Екатеринбург, . Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения и списка литературы. Содержание работы занимает 6 страниц машинописного текста и включает рисунков и 5 таблиц список литературы включает 1 наименование. ГЛАВА 1. Диффузия водорода, кислорода, азота и углерода в металлах. Упругая модель. Постановка задачи. Водород, кислород, азот и углерод чрезвычайно широко распространены в природе. Все они участвуют во многих технологических и природных процессах диффузионного характера, обладают высокой химической активностью, а также сильно влияют на свойства металлов уже при очень низких концентрациях. Необходимость теоретического анализа диффузионных параметров междоузельных атомов II, О, Ы, и С в металлах связана в значительной степени с тем, что для них методики измерения коэффициентов диффузии О несовершенны и разброс соответствующих экспериментальных данных часто очень велик. Например, для диффузии водорода в аП экспериментальные значения энергии активации лежат в интервале от до , а для углерода от 8 до 1 кДжмоль 14. Отметим и другой аспект, связанный с диффузионными измерениями. С их помощью могут быть проведены исследования свойств короткоживущих активированных состояний, реализуемых при актах миграции. Такая возможность представляет несомненный интерес, поскольку эти состояния существенно отличаются от равновесных по межатомным расстояниям, энергиям взаимодействия и другим характеристикам. Доминирующая в настоящее время концепция природы энергии активации и методики расчета были разработаны в середине прошлого века 2 3. В рамках этой концепции величина для междоузельного механизма диффузии определяется упругой энергией деформации кристалла при размещении примесного атома в седловой точке. При этом большему по размеру атому диффузанта соответствует большее значение . Указанная концепция оказалась плодотворной при анализе экспериментальных значений предэкспоненциальных множителей А в температурной зависимости коэффициентов диффузии й. О и показано, что новые результаты в основном не противоречат модели Зинера 5. В то же время этот подход позволяет сделать только качественные заключения относительно значений .