Введение к работе
Актуальность темы диссертации.
Для удовлетворения возрастающих требований к конструкционным и ним материалам необходима более полная информация о влиянии темпера-уры на их механические и физические свойства. Описание температурно-ависящих свойств твердых тел опирается на представления о флуктуаци-х энергии и плотности. Ряд свойств, таких как теплоемкость, упругость епловое расширение определяются малыми, среднеквадратичными флукту-циями энергии атомов и длин межатомных связей. Отклонения от равно-есия при этом малы и в ограниченном температурном интервале могут ыть описаны методами динамики кристаллической решетки. Такої! подход еприменим в случае термоактивированных процессов, идущих благодаря ощішн флуктуації ям энергии атомов, во много раз превышающим средний ровонь.
Существующие феноменологические и микроскопические теории тер-оактивиревгянмх процессов рассматривают преодоление атомами потен-иалышх барьеров, не касаясь механизмов формирования необходимых ля этого флуктуации энергии. При этом основное внимание уделяется лодствиям образования флуктуации энергии, jionpoc г в о том, как они озникагат, в настояцео время только начинает изучаться. Представле-ия о механизмах формирования Флуктуации энергии является основой ля шік;юокопического описания термоактивированных процессов, вскрн-нющого возможные способи воздействия на них.
В качество метода исследования в работе использовался метод популярной динамики, состоящий в численном интегрировании уравнений ля системи многих тел в произвольном потенциальном поле. Метод по-иолнет изучать динимику процессов, не внося априорных предположений 5 их механизмах.
Цель диссертационной работы состояла в исследовании механизма :>разования, статистических и динамических свойств мощных флуктуации нергии атомов в твердых телах. При этом основное внимание уделялось ошонию следующих задач:
создание математического обоспочения для расчета томлпратурпозав!: -нїиіх свойств твердих тел различной сі руктуры, обусловленных малі.ми
флуктуациями энергии.
исследование микроскопических механизмов формирования мощных флуктуации энергии атомов в кристаллических и разупорядоченных твердых телах.
поиск факторов, влияющих на вероятность образования и другие характеристики флуктуации энергии в твердых телах.
Научная новизна диссертационной работы заключается в том, что j ней впервые:
методом молекулярной динамики систематически исследованы на атомш уровне флуктуации энергии в упорядоченных и неупорядоченных структурах различной размерности;.
установлена связь механизма образования мощных флуктуации и их статистических свойств со структурой системы.
Практическая значимость диссертации состоит в создании программных средств, реализующих эффективные методы машинного моделированиі и дающих возможность проводить расчеты широкого спектра температур-нозависящих физических свойств. Результаты работы указывают на возможность целенаправленного воздействия на характеристики термофлу^-туещий в системах, пониженной размерности, а, следовательно, и на вероятность термоактивированных процессов.
Апробация. Результаты диссертационной, работы доложены:
-
На 26 Всесоюзном Постоянном семинаре по моделированию на ЭВМ радиационных и других дефектов в кристаллах (Калуга, 1987).
-
На Объединенном заседании трех Постоянных Всесоюзных семинаров "Дифракционные методы исследования искаженных структур", "Актуальные проблемы прочности" и "Физико-технологические проблемы поверхности, металлов" (Череповец, 1988).
-
На Всесоюзной Школе "Диффузия и дефекты" (Пермь-Куйбышев-Пермь, 1989).
-
На Всесоюзной конференции по физике прочности и пластичности металлов и сплавов (Куйбышев, 1989).
-
На III Всесоюзной Школе по моделированию на ЭВМ дефектов в металлах (Ногинск, 1989).
6. На семинаре "Материалы с новыми функционал ышми свойствами"
(Боровичи, 1990).
Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 3-х статьях в журналах и сборнике, и '> тезисах докла-' ?.
іов в советских сборниках.
Структура и объем. Диссертация состоит из введения, пяти глав и щключения, она оодержиг 202. отраниц машинописного текста; 49 ри-іунков, 7 таблиц и список использованной литературы из 186 наимено-
іаний.
Основные положения диссертационной работы, выносимые на защиту:
оптимизация методов молекулярной динамики в условиях постоянной
емпературы и давления.
- механизмы формирования мощных флуктуации энергии атомов в крио-аллических и аморфных телах.
влияние структуры на механизм и статистические характеристики ілуктуаций.
методика исследования подвижности в моделях разупорядоченных
;ТруКТур.