Атомная структура и энергия общих границ зерен наклона типа [100] в кубических кристаллах
Диссертация
На зависимостях энергии ГЗ от угла разориентации в металлах и упорядоченных сплавах обнаружен скачок энергии при 42° связанный со сменой типа структурных единиц. В гцк-металлах и упорядоченных сплавах Аи3Си, СизАи, №зА1, №А1 энергия ГЗ с @>42° выше на 20-=-60%, в МзРе ниже на 40ч-50%. В оцк-металлах и упорядоченном сплаве РеА1 резких изменений энергии не наблюдается. Исследована атомная структура… Читать ещё >
Содержание
- 1. ГРАНИЦЫ ЗЕРЕН
- 1. 1. Структура границ зерен и их влияние на физико-механические свойства твердых тел
- 1. 2. Модели границ зерен
- 1. 2. 1. Дислокационная модель малоугловых границ
- 1. 2. 2. Модели высокоугловых границ
- 1. 3. Энергия границ зерен
- 1. 3. 1. Экспериментальные и теоретические исследования энергии границ зерен
- 1. 3. 2. Статистика границ зерен как способ оценки зернограничной энергии
- 1. 4. Атомная структура границ зерен
- 1. 5. Постановка задачи
- 2. МЕТОДИКА КОМПЬЮТЕРНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА
- 2. 1. Методы моделирования в физике твердого тела
- 2. 2. Потенциалы межатомного взаимодействия
- 2. 3. Методика расчета структуры и энергии границ зерен
- 2. 4. Тестирование программы
- 3. АТОМНАЯ СТРУКТУРА СИММЕТРИЧНЫХ ГРАНИЦ ЗЕРЕН НАКЛОНА ОБЩЕГО ТИПА
- 3. 1. Атомная структура границы зерна в модели РСУ
- 3. 2. Вакансионная релаксация границы зерна
- 3. 3. Полная релаксация границы зерна
- 3. 4. Атомная перестройка границ зерен
- 4. СТРУКТУРНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКИ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРАНИЦ ЗЕРЕН
Список литературы
- Грабский М.В. Структура границ зерен в металлах: Пер. с польского. — М.: Металлургия, 1972. — 160 с.
- Глейтер Г., Чалмерс Б. Большеугловые границы зерен: Пер. с англ. М.: Мир, 1975. — 375 с.
- Орлов А.Н., Перевезенцев В. Н., Рыбин В. В. Границы зерен в металлах. М.: Металлургия, 1980. — 154 с.
- Кайбышев OA, Валиев Р. З. Границы зерен и свойства металлов. М.: Металлургия, 1987. — 231 с.
- Копецкий Ч.В., Орлов А. Н., Фионова Л. К. Границы зерен в чистых металлах. М.: Наука, 1987. — 158 с.
- Siegel R.W., Chang S.M., Balluffi R.W. Vacancy loss at grain boundaries in quenched polycrystalline gold. // Acta Met. 1980. -V.28, N3. — P.249−257.
- Покропивный В.В., Ягодкин В. В. Моделирование взаимодействия вакансий со специальными границами наклона в объемноцентрированной кубической решетке. // ФММ. 1983. — Т.56, № 2. — С.392−396.
- Горбунов В. В., Даринский Б. М. Испускание вакансий межкристаллитной границей. // ФТТ. 1992. — Т.34, вып.4. -С. 1059−1063.
- Gleiter Н. Grain boundaries as point defect sources or sinks diffusiona! creep. //Acta Met. 1979, — V.27, N2. — P. 187−192
- Maldonado R., Nembach E. The formation of precipitate free zones and the growth of grain boundary carbides in the nickel-fare superalloy nimonic PEIG. //Acta Met. 1997, — V.45, N1. — P.213−224.
- Хирт Д., Лоте И. Теория дислокаций. М.: Атомиздат, 1972.600 с.
- Seah М.Р. Grain boundary segregation. // J. Phys. F: Metal Phys. -1980. V.10, N6. — P. 1043−1064
- Watanabe Т., Kitamura S., Karashima S. Grain boundary hardening and segregation in alpha iron-tin alloy. // Acta Met. 1980. — V.28, N4. — P.455−463.
- Чувильдеев В.Н. Микромеханизмы зернограничной самодиффузии в металлах. I. Свободный объем, энергия и энтропия большеугловых границ зерен. // ФММ. 1996. — Т.81, вып.2. — С.5−14.
- Розенберг В.М. Ползучесть металлов. М.: Металлургия, 1967. — 276 с.
- Валиев Р.З., Хайрулин В. Г., Шейх-Али А.Д. Феноменология и механизмы зернограничного проскальзывания. // Изв. Вузов. Физика. 1991.-№ 3. — С.93т103.
- Кайбышев O.A., Валиев Р. З., Хайруллин В. Г. Исследование «чистого» зернограничного проскальзывания в бикристаллах цинка с симметричной границей наклона. // ФММ. 1983. — Т.56, вып.З. — С.577−582.
- Кайбышев O.A., Астанин В. В., Валиев Р. З., Хайруллин В. Г. Исследование зернограничного проскальзывания в бикристаллах цинка с симметричной границей наклона. // ФММ.- 1981. -Т.51, вып1. С. 193−200.
- Шалимова A.B., Рогалина H.A. Влияние разориентировок между соседними зернами на проскальзывание по границам. // ФММ. -1981. Т.51, вып.5. С. 1084−1086.
- Мак Лин Д. Границы зерен в металлах. Пер. с англ. М.: Металлургиздат, 1960. — 322 с.
- Лариков Л.Н. Диффузионные процессы в нанокристаллических материалах. // Металлофизика. 1995. — Т. 17, № 1. — С.3−29.
- Лоу Дж. Р. Обзор особенностей микроструктуры при разрушении сколом. // Атомный механизм разрушения. М., 1963.-С.84−108.
- Макклинток Ф., Аргон А. Деформация и разрушение металлов. -М.: Мир, 1970.-443 с.
- Финкель В.М. Физические основы торможения разрушения. -М.: Металлургия, 1977. 359 с.
- Read W.T., Shockley W. Dislocation models of crystal grain boundaries. // Phys. Rev. 1950. — V.78. — P.275−289
- Рид В. Дислокации в кристаллах: Пер. с англ. М.: Изд-во ИЛ, 1957.-254 с.
- Chalmers В. Progress in metal physics. // Pergamon Press, Ltd. L., 1952.-V.3.-334 p.
- Kronberg M.L., Wilson F.N. Structure of high angle grain boundaries. // Trans. AIME. 1949. — V. I85. — P.506−508.
- Коттрелл A.X. Теория дислокаций: Пер. с англ. М.: Мир, 1969. -96 с.
- Миркин Л.И. Физические основы прочности и пластичности. -М.: Изд-во МГУ, 1968. 538 с.
- Van der Merwe J.Н. On the stresses and energies associated with intercrystalline boundaries. // Proc. Phys. Soc. 1950. — V. A63. -P.616−637.
- Li James C.M. High-angle tilt boundary a dislocation core model. // J. Apple Phys. — 1961. -V.32, N.3. — P.525−541.
- Андреева A.B., Фионова Л. К. Низкоэнергетические ориентации границ зерен в алюминии. // ФММ. 1981. — Т.52, вып.З. -С.593−602.
- Brandon D.G. The structure of high-angle grain boundaries. // Acta Met. 1966. -V. 14. — P. 1479−1484.
- Харрисон У. Псевдопотенциалы в теории металлов: Пер. с англ. М.: Мир, 1968. — 366 с.
- Жукова Т.И., Фионова Л. К. Исследование ориентационной зависимости энергии специальных границ зерен. // ФТТ. 1983. -Т.25, вып.З. — С. 826−832.
- Гопеев А.К., Ионов A.M., Копецкий Ч. В., Фионова Л.К.
- Образование поверхностного рельефа в ниобии при электропереносе. // Изв. АН СССР. Металлы. 1980. — № 1. -С.55−57.
- Smith D.A., Vitek V.V., Pond R.C. Computer simulation of symmetrical high angle boundaries in aluminium. // Acta Met. -1977. V.25, N5. — P.475−483.
- Wang G. J., Sutton A. P., Vitek V. A computer simulation study of100> and <111> tilt boundaries: the multiplicity of structures. //
- Acta Met. 1984. — V.32, N7. — P.1093−1104.
- Chen S.P., Srolovitz D.J., Voter A.F. Computer simulation onsurfaces and 001. symmetric tilt grain boundaries in Ni, Al, and
- NisAI. // J. Mater Res. 1989. — V.4, N1. — P.62−77.
- Tarnow E., Bristowe P.D., Joannopoulos J.P., Payne M.C.
- Predicting the structure and energy of a grain boundary ingermanium. // J. Phys.: Condens. Matter. 1989. — V.1. — P.327 333.
- Najafabadi R., Srolovitz D.J. Lesar R. Thermodynamic and structural properties of 001. twist boundaries in gold. // J. Mat. Sci. 1991. -V.6, N5. — P.999−1010.
- Орлов Л. Г., Скакова Т. Ю. Электронномикроскопическое исследование границ зерен. // ФММ. 1978. — Т.46, вып.2. -С.404−412.175
- Рыбин В.В., Титовец Ю. Ф., Теплитский Д. М., Золотаревский Н. Ю. Статистика разориентировок зерен в молибдене. // ФММ. 1982. — Т.53, вып.З. — С.544−553.
- Рыбин В.В., ТитОвец Ю.Ф., Козлов А. Л. Статистическое исследование эволюции ансамблей границ зерен в процессе рекристаллизации алюминия. // Поверхность. 1984. — № 10. -С. 107−116.
- Страумал Б.Б., Швиндлерман Л. С. Термическая стабильность и области существования специальных границ зерен. // Поверхность. 1986. — № 10. — С.5−14.
- Герцман В.Ю., Даниленко В. Н., Валиев Р. З. Распределение разориентировок зерен в мелкозернистом нихроме. // ФММ. -1989. -Т.68, вып.2. С.148−152.
- Рыбин В.В., Титовец Ю. Ф., Козлов А. Л., Литвинов E.H. О соотношении между физически выделенными (специальными) границами и границами мест совпадения. // ФТТ. 1989. — Т.68, вып.5. — С.923−930.
- Превалова О.Б., Конева H.A., Козлов Э. В. Изменение кристаллографической структуры границ зерен при фазовом переходе порядок-беспорядок в сплаве Ni3Fe. // Изв. вузов. -1992. -№ 7. -С.3−10.
- Фионова Л.К. Специальные границы зерен в равновестной структуре поликристаллического алюминия. // ФММ. 1979. -Т.48, вып.5.-С.998−1003.
- Андреева A.B., Фионова Л. К. Низкоэнергетические ориентации границ зерен в алюминии. // ФММ. 1981. — Т.52, вып.З. -С.593−602.
- Фионова Л.К. Энергия специальных границ зерен отклоненныхот когерентного положения. // ФММ. 1983. — Т.56, вып.1. -С.41−46.
- Копецкий Ч.В., Фионова Л. К. Специальные границы зерен в металлах с различным содержанием примесей. // Поверхность.- 1984. № 7. — С.56−63.
- Cosandey F., Bauer C.L. Characterization of <110> tilt boundaries in gold by high-resolution transmission electron microscopy. // Phyl. Mag. A. 1981. — V.44, N2. — P.391−403.
- Krakow W. Multiplicity of atomic structure for I=17/001j symmetrica! tilt boundaries in gold. // Acta Met. 1990. — V.38, N.6. -P.1031−1036.
- Свердлова Е.Г. Исследование специальных границ зерен наклона типа 100. в металлах и сплавах на основе оцк-решетки: Дис. канд. физ.-мат. наук, 01.04.07. Барнаул, 1999. -205 с.
- Фионова Л.К. Устойчивость структуры границ зерен. // Поверхность. 1982. — № 5. — С.43−46.
- Артемьев А.В., Лисовский Ю. А., Фионова Л. К. Оценка температурных интервалов стабильности зернограничных структур с экстремальными значениями энергии. // ФТТ. 1983. -Т.25, вып.12. — С.3689−3690.
- Артемьев А.В., Фионова Л. К. Изменение морфологии границ зерен в алюминии при нагреве. // ФММ. 1988. — Т.66, вып.1. -С. 132−136.
- Vitek V., Sutton А.Р., Wang G., Schwartz D. On the multiplicity of structures of grain boundaries. // Scripta Met. 1983. — V.17, N.2. -P.183−189.
- Sutton A.P., Vitek V. On the structure of tilt grain boundaries in cubic metals. // Phil. Trans. Roy. Soc. 1983. — V. A309, N1506. -P.1−68.
- Бойко B.C., Кириллов B.A., Орлов A.H. Атомная структура большеугловой границы наклона 110. в оцк-металлах. // Поверхность. 1983. — № 2. — С.61−67.
- Simon J.P. Computer simulation of twin boundaries in HCP normal metals: Li, Be, Mg, Zn, Cd. // J. Phys. F. 1980. — V.10. — P.337−345.
- И.П. Базаров, Э. В. Геворкян, П. Н. Николаев Неравновестная термодинамика и физическая кинетика. М.: Изд-во МГУ, 1989. — 240 с.
- Лейбфрид Г. Микроскопическая теория механических и тепловых свойств кристаллов: Пер. с нем. М.: Физматгиз, 1963. -312 с.
- Харисон У. Псевдопотенциалы и теория металлов. М.: Мир, 1968.-368 с.
- Козлов Э.В., Попов Л. Е., Старостенков М. Д. Расчет потенциала Морза для твердого золота. // Изв. ВУЗов. Физика. 1972. -№ 3.-С.107−109.
- Старостенков М.Д., Демьянов Б. Ф. Энергия образования и атомная конфигурация АФГ в плоскости куба в упорядоченных сплавах со сверхструктурой И2. // Металлофизика. 1985. -Т.7, № 3. — С. 105−107.
- Демьянов Б.Ф. Состояние решетки вблизи плоских дефектов в упорядоченных сплавах со сверхструктурой L12: дисс. канд. физ.-мат. наук., 01.04.07. Томск, 1986. — 162 с.
- Горлов Н.В. моделирование на ЭВМ плоских дефектов в упорядоченных сплавах типа А3 В и А3В(С): дисс. канд. физ.-мат. наук., 01.04.07. Томск, 1987. -214 с.
- Баранов М.А., Старостенков М. Д. Исследование методов построения парных потенциалов бинарных сплавов. // Ред. Ж. «Изв. вузов. Физика», Томск. 1986. — 15 с. Деп. в ВИНИТИ № 3840-В.86.
- Киттель Ч. Введение в физику твердого тела. М.: Наука, 1978, — 790 с.
- Moss L.C., Clapp P.C. Corelation function disordered binary alloys. III. // Phys. Rev. 1968. — V.171, N3. — P.764−777.
- Гоманьков В.И., Ногин Н. И., Козис E.B. Ближний порядок в системе Ni-Fe. // Изв. АН СССР. Металлы. 1982. — № 3. -С. 174−179.
- Баранов М.А. Исследование состояния кристаллической решетки вблизи плоских дефекта в сплавах со сверхструктурой В2: Дис. к.ф.-м.н., 01.04.07. Барнаул, 1989.-202 с.
- Wolf D. Structure energy correlation for grain boundaries in bcc metals. III. Symmetrical tilt boundaries. //Acta. Met. 1990. — V.38, N5. — P.781−790.
- Plimpton S.J., Wolf E.D. Effect of interatomic potential on simulated grain boundary and bulk diffusion: A molecular-dynamics state. // Phil. Rev. B.-1990.-V.41, N5. P.2712−2721.
- Vitek V., Chen S.P. Modeling of grain boundary structures and properties in intermetallic compounds. // Scripta Met. 1991. -V.32, N6. — P.1237−1242.
- Vitek V. Stacking faults on {111} and {110} plans in aluminium. // Scripta Met -1975. V.9. — P.611−615.
- Зисман A.A., Рыбин В. В. Температурно-геометрические условия существования специальных, физически выделенных границ. // ФММ. 1989. — Т.68, вып.2. — С.264−270.
- Starostenkov M.D., Demyanov B.F. and Weckman A.V. Influence of a misorientation angle on an energy of the symmetric grain boundary In fee metals. // Acta Met. Sin. 2000. — V.13, N2. -P. 540−545
- Pond R.C., Smith D.A., Vitek V. Computer simulation of <110> tilt boundaries: structure and symmetry. // Acta Met. 1979. — V.27, N2. — P.235−241.
- Chen S.P. Studies of iridium surfaces and grain boundaries. // Phil. Mag. A. 1992. — V.66, N1. — P.1−10.
- Merkle K.L., Smith D.J. Atomic structure of symmetric tilt grain boundaries in NiO. // Phys. Rev. Let. 1987. — V.59, N25. -P.2887−2890.
- Бокштейн B.C., Копецкий Ч. В., Швиндлерман Л. С. Термодинамика и кинетика границ зерен в металлах. М.:1. Металлургия, 1986, 224 с.
- Аристов В.Ю., Копецкий Ч. В., Молодов Д. А., Швиндлерман Л. С. Кинетические и адсорбционные свойства 36,5° <111> границы наклона в сплавах Al-Fe. // ФТТ. 1980. — Т.22, вып.11. -С.3247−3253.
- Jaeger Н&bdquo- Gleiter Н. // Scripta Met. 1978. — V.12. — Р.675−683.
- Старостенков М.Д., Козлов Э. В., Лебедев Ю. Н., Попов Л. Е. Расчеты структуры и энергии ядра нерасщепленной винтовой дислокации в упорядоченном сплаве AuCu3. // Доклады IV совещания, Томск. -1974.
- Бойко B.C., Масленникова Т. И. Моделирование на ЭВМ дефектов в кристаллах. // Дефекты в кристаллах и их моделирование на ЭВМ. Л., 1980. — Вып.2. — С.127−128.
- Вул Б.М., Заварицкая Э. И. Двухмерные электронные явления в бикристаллах германия при гелиевых температурах. // ЖЭТФ. -1979. Т.76, вып.З. — С. 1089−1099.
- Вул Б.М., Заварицкая Э. И. О двухмерной проводимости у поверхности сращивания бикристаллов германия при ультранизких температурах. // Письма в ЖЭТФ. 1983. — Т.37, вып.12. — С.571−575.
- Херрманн Г., Глейтер Г., Бэро Г. Исследование границ малой энергии в металлах методом спекания. // Атомная структура межзеренных границ под.ред. А. Н. Орлова. М., 1978. — С.180−197.