Теоретическое исследование диффузионных свойств неравновесных границ зерен

• Автор: Смирнова, Елена Сергеевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 137 с.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Структура и свойства большеугловых границ зерен (обзор)
1.1. Предварительные замечания
1.2. Модель равновесных границ зерен
1.2.1. Структура, энергия, энтропия равновесных границ зерен
1.2.2. Самодиффузия в равновесных границ зерен
1.3. Модель неравновесных границ зерен
1.3.1. Структура и свойства неравновесных границ зерен
1.3.2. Структура и диффузионные свойства границ зерен, содержащих внесенные решеточные дислокации
1.4. Цель работы. Постановка задач диссертации
Глава 2. Влияние гидростатического давления на диффузионные свойства границ зерен
2.1. Предварительные замечания
2.2. Анализ экспериментальных работ
2.3. Модель
2.4. Сопоставление с экспериментом
2.5. Основные результаты и выводы по главе
Глава 3. Модель ускорения диффузионной ползучести
3.1. Предварительные замечания
3.2. Анализ экспериментальных работ
3.3. Модель

3.4. Сопоставление с экспериментом
3.5. Основные результаты и выводы по главе
Глава 4. Модель замедления миграции границ зерен в условиях диффузионной ползучести
4.1. Предварительные замечания
4.2. Анализ экспериментальных результатов
4.3. Параметр замедления и подвижность большеугловых границ в условиях диффузионной ползучести
4.4. Скорость миграции границ зерен в условиях диффузионной ползучести
4.5. Скорость диффузионной ползучести в условиях интенсивной миграции большеугловых границ
зерен
4.6. Основные результаты и выводы по главе
Глава 5. Модель изменения диффузионных свойств границ зерен при малых концентрациях примесных атомов
5.1. Предварительные замечания
5.2. Влияние малых концентраций примеси на диффузионные свойства границ зерен
5.3. Температура рекристаллизации в металлах, содержащих небольшие добавки примеси
5.4. Основные результаты и выводы по главе
Основные результаты и выводы
Литература

ВВЕДЕНИЕ
Как известно, границы зерен оказывают существенное влияние на прочностные и пластические свойства материалов. Особенно велика роль границ зерен в развитии различных процессов эволюции структуры, осуществляющихся при повышенных температурах.
Изучение свойств неравновесных границ зерен важно для понимания особенностей процессов деформации и эволюции структуры в условиях высокотемпературной ползучести, рекристаллизации, интеркристаллитного разрушения и т.д.
Термин “неравновесные границы” зерен был введен в работе Памфри и Гляйтера [86]. Авторы показали, что структура и свойства границ в неравновесных условиях, в частности, при рекристаллизации и зернограничном проскальзывании, когда границы зерен поглощают и испускают дефекты, могут существенно отличаться от обычных. В частности, они отметили, что “...подвижность атомов в неравновесных границах зерен выше, чем в границах с низкоэнергетической структурой”. Границы, адсорбировавшие решеточные дислокации или вакансии и, вследствие этого, обладающие повышенной энергией и/или обнаруживающие аномалии в кинетических свойствах, были названы неравновесными границами зерен.
К настоящему времени достигнуты большие успехи в экспериментальном изучении свойств неравновесных границ зерен. Большие усилия были также приложены и в направлении создания теории большеугловых границ зерен.
Из за отсутствия достаточно общих и простых методов описания неупорядоченных систем, развитие физики границ зерен в настоящее время осуществляется в рамках феноменологического подхода.

1.3.2. Структура и диффузионные свойства границ зерен, содержащих внесенные решеточные дислокации
Микромеханизм деформационно-стимулированной самодиф-фузии по границам зерен, содержащих внесенные решеточные дислокации, разработан в работах [45, 46].
1.3.2.1. Избыточный свободный объем и диффузионные свойства границы зерна в области ядра делокализуюшейся дислокации [45]
А)Избыточный свободный объем.
Как известно, при введении решеточной дислокации с вектором Бюргерса Ь в кристалл в последнем возникает некоторый избыточный объем У0. В соответствии с [36] этот объем локализован в области ядра дислокации и его абсолютная величина (на единицу длины дислокации) составляет
У0 = «дБ2. (1.3.18)
Здесь ш - геометрический множитель порядка единицы [36].
В работах [83, 84] показано, что ядро решеточной дислокации с вектором Бюргерса Ь может быть представлено в виде континуального набора дислокаций с плотностью вектора Бюргерса
г° о
отвечающего условию [ vclr = Ь (где г0 - радиус ядра

дислокации). В рамках этого формализма сосредоточенный в ядре свободный объем У о оказывается связанным с континуальным набором дислокаций ч/° и по аналогии может быть охарактеризован плотностью свободного объема V [см2/см], отвечающей условию