Введение к работе
Актуальность работы. Физико-механические свойства материалов в значительной мере определяются степенью совершенства их кристаллической структуры, т. е. наличием дефектов, их типом, взаимным расположением, концентрацией. Одним из основных типов дефектов кристаллического строения материалов являются дислокации.
Проблема исследования и описания механизмов генерации
дислокаций в кристаллах является одной из наиболее актуальных до
настоящего времени. 1С настоящему моменту подробно изучено испускание
дислокационных петель источником Франка-Рида, границами зерен.
Имеются экспериментальные подтверждения выдавливания
призматических петель твердыми включениями, появления вакансионных и междоузельных петель в результате облучения кристалла, изучены механизмы возникновения двойникующих дислокаций на начальной стадии двойникования. Численно моделировался процесс формирования краевых дислокаций в результате потери устойчивости кристалла твердого аргона. Тем не менее, есть основания полагать, что при некоторых условиях деформирования известные механизмы не в состоянии обеспечить требуемую плотность дислокаций в материале. Но не только в этом видится побуждаемый мотав поиска иных каналов зарождения дислокаций. С целью построения замкнутой теории дислокационного механизма пластической деформации следует изучить возможности такого их зарождения, которые не предполагали бы наличия неидеальностей кристаллической решетки или уже существующих сегментов дислокаций, как в случае источника Франка-Рида. В связи с данной проблемой настоящая работа является актуальной.
Целью работы является разработка модели, позволяющей исследовать механизмы зарождения и аннигиляции дислокаций в нелинейных волнах смещений в рамках модели кристалла Френкеля-Конторовой. Для этого необходимо решение следующих задач:
-
Выявить возможность образования бризеров в результате собственных колебаний атомов.
-
Оценить возможные интервалы параметров взаимодействующих квазичастиц, при которых возможно образование дислокаций.
-
Разработать методику изменения областей генерации дислокаций в многокомпонентных сплавах.
Научная новизна. Разработана дискретная модель, позволяющая исследовать взаимодействие локализованных в пространстве нелинейных возбуждений кристалла.
Показано,что в модели Френкеля-Которовой возможно преобразование бризерных мод движения в пары кинк-антикинк, что может рассматриваться как один из механизмов зарождения дислокационных петель или парных перегибов на линии дислокации.
Найден критерий, приводящий к образованию дислокаций - наличие сепаратрисы, разделяющей области с различным поведением атомов в процессе взаимодействия.
Практическая ценность работы. Представленная в настоящей работе дискретная модель позволяет исследовать механизмы зарождения дислокаций, не требующие наличия неидеальностей в кристаллической решетке, может быть применена для исследования однокомпонентних и многокомпонентных цепочек атомов. Полученные с ее помощью результаты могут быть использованы при построении общей теории пластической деформации и деформационного упрочнения материалов и сплавов. Возможное образование солитонов в кристаллах может существенно влиять на их динамические свойства, а также воздействовать на условия, при которых имеют место фазовые переходы, поэтому полученные результаты могут использоваться для предсказания возможного спектра дислокационных реакций, протекающих в материалах, имеющих кристаллическое строение.
Основные положения, выносимые на защиту.
-
Возможность возникновения и аннигиляции дислокаций или парных перегибов на линии дислокации, или обмен энергиями квазичастиц в дискретной модели кристалла Френкеля-Конторовой в зоне формирования бризеров.
-
Критерий образования дислокаций и обмена энергиями в рамках рассматриваемой модели.
3. Особенности образования дислокаций в бинарных системах.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались: наї
Международной конференции «Актуальные проблемы прочности» (Новгород, 1994), на IV Международной школе-симпозиуме «Физика и химия твердого тела» (Благовещенск, 1994), на II Международном семинаре «Эволюция дефектных структур в металлах и сплавах» (Барнаул, 1994), на XIV Международной конференции «Физика прочности и пластичности» (Самара, 1995), на IV Международной конференции «Прочность и пластичность материалов в условиях внешних энергетических воздействий» (Новокузнецк, 1995), на Всероссийской конференции «Математическое моделирование систем и процессов» (Пермь, 1995), на VII Международном семинаре «Структура, дефекты и свойства нанокристаллических, ультрадисперсных и мультислоиных материалов (Екатеринбург, 1996), на Международной конференции «Микромеханизмы пластичности, разрушения и сопутствующие явления»
(Тамбов, 1996), на III Международны семинаре «Эволюция дефектных структур в конденсированных средах» (Барнаул, 1996), на XXXII семинаре памяти В.А.Лихачева (С-Петербург, 1996), на симпозиуме, посвященном 100-леттао И.А.Одинга (С-Петербург, 1996), на V Всероссийской школе-семинаре «Волновые явления в неоднородных средах» (Москва, 1996).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 23 печатных работы.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав и заключения, изложенных на 162 страницах машинописного текста, содержит 40 рисунков, 2 приложения в виде таблиц, список литературы из 135 наименований.