Энергии образования и атомные конфигурации плоских и точечных дефектов в упорядоченных ОЦК сплавах

• Автор: Баранов, Михаил Александрович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 324 с.

Содержание
Введение
Глава 1.
Актуальность проблемы моделирования дефектов в сплавах
1.1 Экспериментальные методы определения характеристик точечных и
плоских дефектов в металлах и сплавах
1.2. Необходимость и возможности теоретических методов изучения
дефектной структуры кристаллов
1.3 Способы описания межатомных связей в кристаллах
1.4. Постановка задачи
Глава 2.
Кристаллогеометрические закономерности атомной структуры и энергий образования плоских и точечных дефектов в упорядоченных ОЦК сплавах
2.1. Основные понятия, используемые при кристаллогеометрическом анализе сверхструктурных плоских дефектов
2.2. Выражения для энергий образования СПД
2.3. Коэффициенты Яц, Ьц и величины со, А для некоторых ОЦК сверхструктур
2.4. Взаимодействие вакансий и точечных дефектов замещения, с СПД
2.5. Модель расчета равновесных конфигураций плоских и точечных дефектов

Глава 3.
Описание межатомных взаимодействий в металлах и сплавах
3.1. Построение системы полуэмпирических межатомных потенциалов в металлах и сплавах
3.2. Квазиэлектростатический подход к построению модели межатомных взаимодействий в металлических системах
3.3. Применение квазиэлектростатической модели к металлам
Глава 4.
Устойчивость кристаллической решетки, содержащей изолированные
точечные или плоские дефекты
4.1. Точечные дефекты
4.2. Плоские дефекты сдвигового типа
4.3. Плоские дефекты нетрадиционных ориентаций
4.4 Классификация плоских дефектов в ОЦК сверхструктурах
Глава 5.
Влияние структурных и энергетических факторов плоских дефектов на энергии образования точечных
5.1. Вакансии и точечные дефекты замещения
5.2. Межузельные атомы
5.3. Другие комплексы дефектов
Заключение,
Литература.

Введение
Несмотря на широкое распространение в технике, промышленности, быту в течение последних десятилетий разнообразных синтетических, полимерных, керамических, композиционных материалов для металлов и сплавов не находится какой-либо альтернативы при изготовлении ответственных деталей и узлов механизмов и машин. Это обусловлено тем, что металлические материалы способны противостоять одновременно воздействию нескольких факторов: высоким растягивающим и
сжимающим (в том числе ударным) механическим нагрузкам, влиянию высоких и низких температур, агрессивных сред, потокам быстрых частиц. С учетом специфических свойств металлов и сплавов - их высокой тепло и электропроводности, высокой отражательной способности они остаются основой создания новейшей техники.
Фундаментальные задачи современного материаловедения определяются необходимостью создания определенных функциональных материалов с заданным набором физических, физико-механических и физико-химических свойств. Известно, что данные свойства зависят от природы сил межатомных и межмолекулярных связей, определяющих структуру и симметрию системы, а также наличия в кристалле дефектов различных размерностей - точечных, линейных, плоских, объемных и их свойств, к числу которых относится их энергетика, атомная структура и симметрия, характер взаимодействия и взаимопревращений между дефектами, их роль в фазовых превращениях материала, протекающих под воздействием внешних факторов - температуры, давления, изменения химического состава системы. Исследование дефектов позволяет сформировать представления о свойствах реального материала на микроскопическом или атомном уровне. Взаимодействующие дефекты определяют свойства материала на более высоком мезоскопическом

В [198] предложена модель, состоящая из слоя оксида БЮг и монокристаллической пластины кремния. На основе аналитического и численного решений уравнений химической кинетики и диффузии объяснен широкий круг экспериментов, включая сегрегацию избыточных атомов на границе раздела.
Компьютерное моделирование вакансий, расположенных на двойниковых границах в ГПУ металлах с соотношением осей, близким к идеальному проводилось в [201]. Энергия образования и миграции вакансий определялась вблизи двойников ориентации (1011), (1012), (1121), (1122). Несмотря на то, что локальная плотность кристалла на поверхностях раздела близка к совершенной, энергия образования вакансии снижается на 27%, а энергия миграции - на 50%. Аналогичные расчеты для двойниковой границы (013) в а-железе выполнены в [202] группой авторов [199] с использованием потенциала Джонсона, где показано, что образование вакансий в непосредственной близости от плоскости двойникования оказывается весьма предпочтительным.
Систематическое исследование взаимодействия плоских и точечных дефектов выполнено в [126] на примере сплавов БеА1 и ГезА1. Моделирование проводилось в рамках атомно-дискретной модели с использованием потенциалов Морза. Вопросы построения физических моделей взаимодействия точечных, линейных и поверхностных дефектов в металлах и сплавах их компьютерной реализации освещены в [203]. Подробное рассмотрение континуальных моделей взаимодействия точечных и протяженных дефектов содержится в монографии Б .Я. Любова [204], где особое внимание обращается на физическое описание таких процессов в металлах и сплавах как рост и захлопывание пор, процессы сегрегации примеси на границах зерен, расползание малоугловых границ наклона, спекание порошков, процессы зарождения и роста новой фазы.