Компьютерное моделирование термоактивируемых превращений, протекающих на антифазных и межфазных границах

• Автор: Гурова, Наталья Михайловна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 171 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ.
Введение
Глава 1. Методы исследования атомного упорядочения
1.1. Механизмы, приводящие сплав в разупорвдоченное состояние.
Роль антифазных границ в процессе разупорядочения
1.2. Исследование антифазных границ
1.3. Методы машинного моделирования
1.4. Постановка задачи
Глава 2. Физическая модель и методики расчета основных характеристик
2.1. Модель разупорядочения сплава стехиометрического состава АВ и
ее реализация в компьютерном эксперименте
2.2. Структурные особенности, реализующие равновесное состояние сплава при различных температурах, и методики их визуализации
2.3. Структурно-энергетические параметры, характеризующие состояние разупорядочекного сплава и тонкую структуру АФГ. Методики их расчета. 45,
2.3.1. Структурные характеристики
2.3.2. Энергетические характеристики
Г лава 3. Эволюция структуры АФГ. Равновесные АФГ
3.1. Структуры, реализующие начальные и равновесные состояния модельного сплава
3.1.1. Начальные конфигурации
3.1.2. Типы равновесных структур модельного сплава
3.2. Изменение структуры АФГ различных ориентаций. Кинетика процесса
3.2.1. Преобразование АФГ ориентации {10}
3.2.2. Особенности перестройки АФГ, ориентированных в направлении {10} {01}
3.2.3. Структурная перестройка АФГ ориентации {11}
3.2.4. Влияние протяженности АФГ на процесс релаксации
3.3. Равновесные стругауры АФГ {10} и {01}
3.4. Локализация на АФГ структурных особенностей, анализ тонкой структуры АФГ
3.5. Температурные флуктуации АФГ
3.6. Энергетические характеристики равновесного состояния сплава
3.7. Параметры порядка на АФГ
Глава 4. Межфазныс границы. Структура фазы с блюкшш порядком
4.1. Температурный интервал существования фазы с ближним порядком и МФГ. Особенности строения ФБП
4.1.1. Удельный объем структурных особенностей, реализующих равновесное состояние сплава
4.2. Переход АФГ в МФГ
4.3. Тонкая структура ФПБ
4.3.1. Кластеры в ФПБ
4.3.2. Микродомены в ФПБ
4.3.3. Сегрегации в ФПБ
Заключение
Литература
ВВЕДЕНИЕ
Упорядочивающиеся твердые растворы, образующиеся при затвердевании из жидкого состояния или с помощью различного рода процессов в твердом состоянии, например, посредством фазового перехода порядок-беспорядок, представляет собой самостоятельный класс металлических соединений. Они характеризуются типом сверхсгруктуры, который получается в процессе диффузионного перехода при перераспределении атомов различных компонентов по узлам кристаллической решетки.
Порядок в расположении атомов в сплавах оказывает существенное влияние на их фшзические свойства. Одной из проблем, возникающих при изучении этих сеойств, является исследование, как кинетики атомного упорядочения, так и фазового превращения порядок-беспорядок.
Вопросы, связанные с фазовым превращением порядок-беспорядок исследуются давко. До последнего времени внимание уделялось преимущественно степени упорядочения, а также способам его достижения. Основным механизмом, приводящим сплав в разупорядочеиное состояние (с параметром порядка ту— 1} традицпонпо считалось образование точечных дефектов замещения. Однако, исследования последних лет дают основания полагать, что вклад точечных дефектов замещения (ТДЗ) в разупорядсчепие значителен только па раппих стадиях процесса. Энергетически более выгодно их слияние в кластеры и сегрегации, и образование мнжродоменов, тем самым восстанавливаются утрачеппые правильные связи. В последние годы экспериментальные и теоретические усилия фокусируются па количественном и качественном определении роли доменных границ (акгафазных доменных границ) в превращении порядок-беспорядок. Не смотря па то, что общая теория равновесных систем достаточно разработала и изучена, проблемы кинетики, то есть временной эволюции неравновесных систем, в частности в процессах

О = ехр(-Еу / кТ) {2ЛЛ:>
где Т - температура отжига сплава, Еу - энергия активации прыжка вакансии, к - постоянная Больцмана. Энергию Еу полагаем равной некоторому усредненному по пространству и времени значению.
Вероятность (3 может быть также записана через вероятности рщ перескока к-го атома, расположенного на 1-ой координационной сфере:
4 и (2.1.2.)
<2=Е2:ры

Считаем, что на вероятность ры влияют следующие факторы: номер координационной сферы, на которой расположен атом, совершающий прыжок; величина высвобождаемой или затрачиваемой в процессе обмена энергии и температура отжига сплава. Причем, вероятность перехода атома в вакантный узел тем больше, чем к большему выигрышу (меньшему проигрышу) энергии приводит этот переход. Кроме того, при низких температурах основную роль
должен играть энергетический фактор, а рост температуры - приводить к
ослаблению влияния энергетики: вероятности перескока разносортных атомов, окружающих вакансию, должны выравниваться.
Предполагаемая величина высвобождаемой (затрачиваемой) энергии Ей рассчитывается для каждого из восьми атомов, окружающих вакансию. Из всех Ец выбирается максимальное значение Ещ и далее насчитываются следующие промежуточные величины:
Ок1 = Ек1 + (Етах-(1-Ь)Еи)Ь, (2-1-3-)
где к=1
Ь = 1 - ехр(-хТ), (2.1.4.)