Введение к работе
Актуальность проблемы В связи с широким применением упорядочивающихся сплавов в промышленности, актуальной задачей является исследование свойств сплавов методами как экспериментальной, так и теоретической физики. Современная практика создания материалов с заданными физическими и механическими свойствами тесно связана с изучением атомного упорядочения упорядочивающихся сплавов и фазовых переходов порядок -беспорядок (ФПП-Б), поскольку именно в этих процессах можно целенаправленно влиять на свойства материалов, изменять их физические характеристики меняя состояния упорядоченности.
Несмотря на то, что существует большое число экспериментальных и теоретических работ, в которых исследовано атомное упорядочение, целый ряд вопросов, касающихся особенностей протекания процессов упорядочения в сплавах и фазовых переходов П-Б, практически не изучен или мало изучен. Имеющиеся данные противоречивы.
Настоящая работа была посвящена исследованию структурных и энергетических особенностей атомного упорядочения и фазового перехода порядок -беспорядок методом компьютерного моделирования. В основу исследования положена простая модель диффузионного атомного упорядочения по вакансионному механизму в многокомпонентных сплавах с жесткой решеткой, с учетом взаимодействия атомов в двух координационных сферах.
Целью работы является анализ полученных конфигураций распределений атомов по узлам кристаллической решетки равновесного состояния сплава, реализованного в компьютерном эксперименте, в температурном интервале 0 - 1 -ЗТК. Расчет на основании полученных картин основных структурных и энергетических характеристик модельно-
го сплава. Установление характера фазового перехода порядок-беспорядок.
Научная новизна настоящей диссертационной работы заключается в том, что предложена модель, позволяющая подробно проследить кинетику процесса атомного упорядочения сплава при различных температурах отжига. Получены и проиллюстрированы данные о структуре фаз с ближним порядком и дальним порядком, структуре антифазных границ. Анализируется распределение структурных образований в сплаве. Приведены типичные функции распределения по размерам доменов и микродоменов во всем температурном интервале фазового превращения. Впервые получена зависимость параметра дальнего порядка от размера домена, на основании которой классифицируются домены. Показано, что переход порядок-беспорядок имеет более сложный характер, чем предсказывает статистическая теория упорядочения. Установлено, что фазовому переходу порядок - беспорядок предшествуют гетерофазные флуктуации упорядоченной фазы, т.е. имеет место размытый фазовый переход порядок-беспорядок. Определены критические температуры данного фазового превращения. Особенностью данной работы является то, что структурные характеристики рассчитаны не только для всего объема исследуемого материала, но и получены данных, характеризующие локальные распределения атомов в тех или иных структурных особенностях (кластеры, сегрегации, микродомены и антифазные границ (АФГ)-
Практическая и научная ценность настоящей работы заключается в том, что проведенное исследование дают сведения о качественном поведении сплавов стехиометрического состава в процессе фазового перехода П-Б. Самостоятельный интерес представляют полученные температурные зависимости структурных и энергетических характеристик упорядочивающегося сплава, построенные функции распределе-
ния доменов по размерам и рассчитанные дисперсии этих распределений и для теоретиков, и для экспериментаторов, работающих в области атомного упорядочения: эти данные качественно подтверждают предсказанные ранее закономерности атомного упорядочения; конкретизируют вклады различных механизмов разупорядочения; дополняют имеющиеся данные новыми деталями. Полученные данные крайне необходимы для исследований зависимостей физических и механических свойств сплавов. Полученные результаты могут быть использованы в качестве демонстрационного материала для студентов физических специальностей. разработанный пакет программ использован как обучающие программы для студентов специализации физика твердого тела.
Автор защищает следующие положения:
-
Работоспособность предложенной диффузионной модели атомного упорядочения.
-
Доказательство, что фазовый переход порядок-беспорядок носит более сложный характер, чем предсказывает статистическая теория атомного упорядочения.
-
Важную роль возможных механизмов разупорядочения: точечные дефекты замещения, кластеры и сегрегации, микродомены и ЛФГ, - в фазовом переходе порядок-беспорядок.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на следующих всероссийских и международных конференциях: на 1 междунар. конференции "Актуальные проблемы прочности и пластичности": Новгород (1994г.), XXXV и XXXVII постоянных, международных семинарах по компьютерному моделированию дефектов структуры и свойствах конденсированных сред, Тольятти (1993 г.). Ижевск (1994 г.); IV Международной школе-симпозиуме "Физика и химия твердого тела". Благовещенск (1994 г.); XXIX межреспубликанском се-
минаре "Актуальные проблемы прочности", Псков (1993г.); II и III Международные школы-семинары "Эволюция дефектных структур в конденсированных средах", Барнаул ( 1994, 1996 гг.); международной конференции "Микромеханизмы пластичности, разрушения и сопутствующих явлений". Тамбов (1996); международной конференции "Компьютерное конструирование перспективных материалов и технологий", Томск (1995); II и III семинарах России и стран СНГ "Структурно-морфологические основы модификации материалов методами нетрадиционных материалов", Обнинск (1993, 1995). между-нар. конференция "Прочность и пластичность материалов в условиях внешних энергетических воздействий", Новокузнецк (1993г., 1995 г.), Materials Week' 96. Сан Франциско, США (апр. 1996); Materials Week'9& MRS-J, Япония (1996 г.); Materials Week1 96. Бостон, США (сент. 1996); ISMST*95, Харбин, Китай (1995г.); MRS-94. Autumn Meeting, Сан Франциско, США (1994): MRS-95, Spring Meeting, Сан Франциско, США (1995).
Публикации: По материалам диссертации опубликовано 32 печатных работы.
Объем работы : Материал диссертации изложен на 225 страницах, сост.оит из введения, четырех глав и заключения. Диссертационная работа включает 62 рисунка, три таблицы, библиографию /4#". Ниже изложено содержание работы.
