Самоорганизация дислокаций в ультразвуковом поле

• Автор: Плотников, Федор Алексеевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Калуга
• Количество страниц: 108 с. : ил.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ ОБ ИЗМЕНЕНИЯХ ДИСЛОКАЦИОННОЙ СТРУКТУРЫ ПОД ДЕЙСТВИЕМ УЛЬТРАЗВУКА
1.1. Экспериментальные данные об изменении дислокационной структуры кристаллов под действием ультразвука
1.2. Исследование движения дислокаций в кристалле с помощью компьютерного моделирования
1.3. Поведение динамических дислокационных диполей при наличии ультразвукового поля
1.4. Границы блоков
ф 1.5. Постановка задачи
ГЛАВА 2. МОДЕЛЬ И АЛГОРИТМ РАСЧЕТА
2.1. Анализ движения прямолинейной краевой дислокации
под действием ультразвука
2.2. Поведение ансамбля дислокаций в ультразвуковом поле
2.3. Алгоритм расчетов и методика проведения моделирования процесса самоорганизации системы дислокаций
ГЛАВА 3. ДИНАМИЧЕСКИЕ ДИСЛОКАЦИОННЫЕ ДИПОЛИ
3.1. Поведение единичной дислокации в ультразвуковом поле
3.2. Поведение дислокационного диполя в ультразвуковом
поле
3.3. Вывод по результатам ЭВМ - экспериментов
ГЛАВА 4.САМООРГАНИЗАЦИЯ ДИСЛОКАЦИЙ В УЛЬТРАЗВУКОВОМ ПОЛЕ

4.1. Процесс формирования упорядоченных дислокационных
структур в ультразвуковом поле
4.2 Характерное время формирования ячеистой структуры в
ультразвуковом поле
4.3. Выводы по результатам главы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
При воздействии на кристаллы ультразвука можно ожидать появления специфических особенностей дислокационной структуры, обусловленных способом нагружения. В частности может иметь место явление полигониза-ции. Исследование процесса полигонизации в ультразвуковом поле представляет интерес с точки зрения фундаментальной проблемы физики твердого тела по взаимодействию полей со структурными дефектами. Результаты работы важны в связи с тем, что ультразвук является одним из способов придания кристаллам наперед заданных свойств, кроме того, высокочастотные вибрации сопровождают многие процессы, которым подвергаются материалы в процессе их эксплуатации. Изменение системы структурных дефектов под влиянием высокочастотных колебаний ультразвукового диапазона приводит к изменению и макроскопических физических свойств материалов. Детальное исследование процессов, происходящих в ультразвуковом поле, важно для оценки срока службы материалов и приборов, содержащих твердотельные элементы.
Задачей данного исследования является изучение процесса формирования в ультразвуковом поле дислокационных структур кристаллов. К числу характерных дислокационных структур, образующихся в ультразвуковом поле, относятся границы блоков в виде дислокационных стенок. Образование полигональных границ блоков при высокочастотной вибрации, можно отнести к явлениям самоорганизации дислокаций в ультразвуковом поле.
Таким образом, целью данной работы является исследование самоорганизации дислокаций в ультразвуковом поле.
Исследование проводилось применительно к щелочногалоидным кристаллам, подвергающимся высокочастотным колебаниям в килогерцовом диапазоне частот.

Из рис. 3.1 видно, что движение дислокации имеет «прерывистый» характер.
Полученные данные, приведенные на рис. 3.1, согласуются с результатами [71], что может рассматриваться как подтверждение правильности используемого в данной работе пакета программ.
Следующий шаг для решения задачи - это необходимость учитывать силы взаимодействия дислокаций, то есть принять во внимание, что дислокации двигаются в неоднородном по пространству поле напряжения. При расчете поля внутренних напряжений, создаваемых ансамблем дислокаций, производилось аддитивное сложение полей единичных дислокаций, принадлежащих ансамблю. Эпюры напряжения упругого поля винтовой и краевой дислокации представлены на рис. 3.2 - 3.3. Интенсивности почернения характеризует изменение величины поля напряжения.
Роль сил взаимодействия покажем в следующем параграфе на примере поведения в ультразвуковом поле пары дислокаций, то есть на примере формирования дислокационного диполя в ультразвуковом поле. Рассмотрим пример, который касается поведения дислокационного диполя под действием ультразвука.
Особенность проведения данного ЭВМ - эксперимента состоит в том, что значение амплитуды ультразвука берется меньше стартового напряжения. Наличие поля сил взаимодействия при данных условиях стимулирует движение дислокации диполя, так что в одни интервалы времени дислокации движутся поступательно в неоднородном по пространству упругом поле напряжений, а в другие покоятся (см. рис. 3.4 и рис. 3.5). Рис. 3.4 заимствован из [71] , а рис. 3.5 получен в результате моделирования по описанной выше методике.