Неустойчивости избыточных вакансий в сплавах титана
Диссертация
Наличие в материале неравновесных избыточных вакансий в первую очередь приводит к ускорению диффузионных процессов со всеми вытекающими отсюда последствиями. Кроме того, неравновесные вакансии способны вызывать явления достаточно специфические, которые могут быть охарактеризованы как неустойчивости системы избыточных вакансий. Наиболее известным случаем развития неустойчивости системы избыточных… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Экспериментальные и теоретические исследования неустойчивостей неравновесных вакансий в металлических системах.,
- 1. 1. Неравновесные точечные дефекты
- 1. 2. Неустойчивость. Самоорганизация дефектов
- 1. 3. Экспериментально наблюдаемые неустойчивости
- 1. 4. Теоретическое описание неустойчивостей
- 1. 5. Постановка задачи
- Глава 2. Механизмы неустойчивостей неравновесных вакансий
- 2. 1. Распространение механизма диффузионно- деформационной неустойчивости на закалочные эксперименты
- 2. 2. Уравнения диффузии в бинарном сплаве в неравновесных условиях
- 2. 3. Квазичастицы и их неустойчивости
- 2. 4. Перегревные неустойчивости избыточных вакансий
- 2. 5. Объемная плотность растущих вакансионных скоплений
- 2. 6. Обсуждение результатов
- Глава 3. Поверхностное растрескивание сплавов в процессе послезакалочного отпуска
- 3. 1. Результаты экспериментального наблюдения поверхностного растрескивания сплавов
- 3. 2. Расчет термонапряжений при закалке
- 3. 3. Закалка вакансий при охлаждении
- 3. 4. Мартенситное превращение в титане
- 3. 5. Диффузионно- деформационная неустойчивость вакансий
- 3. 6. Температурный интервал растрескивания
- 3. 7. Обсуждение результатов
- Глава 4. Кратерообразование на поверхности металла при высокоинтенсивном облучении
- 4. 1. Результаты экспериментального наблюдения кратерообразования на поверхностях металлических систем
- 4. 2. Распыление под действием бомбардировки частицами
- 4. 3. Перегревная неустойчивость при облучении
- 4. 4. Расчет процесса перегревной неустойчивости для титана
- 4. 5. Размеры капель, образующихся в результате перегревной неустойчивости
- 4. 6. Концентрация капель
- 4. 7. Обсуждение результатов
Список литературы
- Ковтуненко П.В. Физическая химия твердого тела. Кристаллы с дефектами. — М: Высш. школа, 1993. — 352 с.
- Диффузия и структура металлов. Серия «Успехи современного металловедения». Бокштейн С. З. -М.: Металлургия, 1973. 208 с.
- Базаров И.П., Геворкян Э. В., Николаев П. Н. Неравновесная термодинамика и физическая кинетика. М.: Изд-во Московского университета, 1989. — 240 с.
- Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов. М: Металлургия, 1983. — 360 с.
- Третьяков Ю.Д. Твердофазные реакции М.: Химия, 1978.-358 с.
- Орлов А.Н. Вопросы теории дефектов в кристаллах.-Л.: Наука, — 1987. 202 с.
- Старк Д.П. Диффузия в твердых телах М.: Энергия, 1980.-239 с.
- Конобеевский С.Т. Действие излучения на материалы. Введение в радиационное материаловедение. М.: Атомиздат, 1967. — 402 с.
- Зеленский В. Ф., Неклюдов И. М., Черняева Т. П. Радиационные дефекты и распухание металлов. Киев: Наук, думка, 1988. — 296 с.
- Кирсанов В.В., Суворов А. Л., Трушин Ю.В, Процессы радиационного дефектообразования в металлах. М.: Энергоатомиздат, 1985.-272 с.
- Томпсон М. Дефекты и радиационные повреждения в металлах. -М.: Мир, 1971.-368 с.
- Ахиезер И. А., Давыдов Л. Н. Введение в теоретическую радиационную физику металлов. Киев: Наук. Думка, 1985. — 142 с.
- Трушин Ю.В. Теоретические представления о радиационном распухании материалов и характеристики стоков //ЖТФ, 1994, т. 64, № 6, С 83−93.
- Мирзоев Ф.Х., Панченко В. Я., Шелепин Л. А. Лазерное управление процессами в твердом теле //УФН, 1996, т. 166, № 1, С 3.
- Фазовые превращения при облучении /Под ред. Нолфи Ф. В. -Челябинск: Металлургия, 1989. 312 с.
- Модифицирование и легирование поверхности лазерными, ионными и электронными пучками /Под ред. Дж. М. Поута — М.: Машиностроение, 1987. 424 с.
- Рыкалин Н.Н., Углов А. А., Зуев В. В. Лазерная и электроннолучевая обработка материалов. Справочник.-М.: Машиностроение, 1985−184 с.
- Делоне Н.Б. Взаимодействие лазерного излучения с веществом. -М.: Наука, 1989.-278 с.
- Николис Г., Пригожин И. Самоорганизация в неравновесных системах. М.: Мир, 1979.
- Владимиров В.В., Волков А. Ф., Мейлихов Е. З. Плазма полупроводников. М.: Атомиздат, 1979. — 256 с.
- Селищев П.А. Самоорганизация в радиационной физике. Киев: Видавництво «Аспект — Полиграф», 2004. — 240 с.
- Gamer F.A., Brager H.R., Hamilton M.L., Dodd R.A., Porter D.L. New developments in irradiation-induced microstructural evolution of austenitic alloys and their consequences on mechanical properties // Radiat.Eff. 1986. — V. 101.-P 37−53.
- Abromeit C. Microstructural self-organization in irradiated system // Int. J. Mod. Phys. 1989. — V. B3, N9. — P 1301−1342.
- Walgraef D., Ghonier N.M. Nonlinear dynamics of self organized microstructure under irradiation // Phys. Rev. B. — 1994. — V.52, N6. — P 39 513 962.
- Хмелевская B.C., Малынкин В. Г. Диссипативные структуры в металлических материалах после облучения и других видов сильного воздействия // Материаловедение. 1993. — № 2. — С 25−32.
- Мартынов И.С., Матюшенко Н. Н., Морозов А. Н. и др. Исследование структурных изменений в никеле при облучении ионами гелия // ВАНТ. Сер.:ФРП и РМ. 1993. -Вып.2. — С 101−105.
- Дубовцев И.А., Гражданкин В.Н, Верешков Г. М., Лосев Н. Ф. Изменение сверхтонких взаимодействий при концентрационных расслоениях металлических сплавов, облученных электронами подпороговых энергий// Изв. АН СССР. Физ. 1988. — т. 52, № 9. — С 1711—1715.
- Stieger J.O., Farrel К. Aligment of dislocation loops in irradiated metals // Scr. met. 1974. — V.8. — P 651−655.
- Evans J.H. Void swelling and irradiation induced molybdenum and TZM // J. Nucl. Mater. 1980. — V. 81, N1. — P 31−41.
- Колковский И.И., Лукьяница B.B. Особенности накопления радиационных дефектов вакансионного и междоузельного типа в бездислокационном кремнии с различным содержанием кислорода // ФТП. — 1997. т. 31, № 4. — С 405−409.
- Мясников М.А., Ободников В. И., Серяпин В. Г. и др. Кинетика перераспределения примеси в квазипериодических структурах, возникающих в сильно легированном бором кремнии, облученном ионами бора // ФТП. — 1997. т. 31, № 3. — С 338−341.
- Емельянов В.И., Кошкаров П. К. и др. Образование периодических структур дефектов на поверхности полупроводников при импульсном лазерном облучении // ФТТ. 1988. — т. 30, № 8. — С 2259—2263.
- Диденко А.Н., Лигачев А. Б., Куракин К. Б. Воздействие пучков заряженных частиц на поверхность металлов и сплавов. — М.: Энергоатомиздат, 1987. 184 с.
- Лейман К. Взаимодействие излучения с твердым телом и образование элементарных дефектов. М.: Атомиздат, 1979. — 296 с.
- Carter R.D., Damcott D.L., Atzmon M., Was G.S., Bruemmer S.M. Quatitative analysis of radiation induced grain — boundary segregation measurements // J. Nucl. Mater. — 1994. — V. 212−215. — P 330−335.
- Scheuer U., Wahi R.R., Wollenberger H. Stability of the periodic decomposition structure in Cu-Ni-Fe alloys under irradiation // J. Nucl. Mater. -1986. V.141/143 В. — P 767−770.
- Miller M.K., Stoller R.E., Russel K.F. Effekt of neutron irradiation on the spinodal decoposition of Fe32Cr model alloy // J. Nucl. Mater. 1996. — V. 230. — P 219−225.
- Дубовцев И.А., Гражданкин B.H. и др. Концентрационное расслоение в сплавах железа при низкоэнергетическом электронном облучении // Изв. Сев.-Кавк. научн. центра высш. шк. Естеств. наук. — 1987. -№ 3. С 84−87.
- Dimitrov С., Dimitrov О. Influence of nicel concentration of point defect migration in higt-nicel Fe Cr Ni alloys // J. Nucl. Mater. 1988. — V. 152, Nl.-P 21−29.
- Evans J.H. Observation of regular void array in high purity molybdenum irradiated with 2MeV nitrogen. //Nature, 1971, 229, — P 403.
- Evans J.H. Some experimental results on the role of solute impurities in void lattice formation. // Scr. Met.,-1976,10, 6, P 561−562.
- Щербак В.И., Быков B.H. Радиационные повреждения в облученном нейтронами вольфраме //ФММ, -1975,т. 40, № 5, С 1095—1099.
- Sikka V.K., Moteff J. Superlattice of voids in neutron- irradiated tungsten // J. Appl. Phys. 1972. — V.43, N12. — P 4942−4944.
- Wiffen F.W. The micrjstructure and swelling of neutron irradiated tantalum // J. Nucl. Mater. 1977. — V. 67, N1−2. — P 119−130.
- Kulinski G.L., Brimhall J.L., Kissinger H.E. Production on of voids in pure metals by high energy -ions bombardment. -In: Radiation incudet voids in metals- Sump. Ser. Albany: AES,-1971, P 449−522.
- Брык B.B., Воеводин B.H., Зеленский В. Ф. и др. Исследование радиационного распухания малолегированного сплава хрома при облучении на ускорителе// ВАНТ. Сер.:ФРП и РМ. 1981. — Вып.1. — С 33−38.
- Kulinski G.L., Brimhall J.L., Kissinlger H.E. Production of voids in nickel with high energy selenium ions. // J. Nucl. Mater.-1971, 40, 2, P 166−172.
- Mazey D.J., Fruncis S., Hudson J.A. Observation of aparticflle void lattice in aluminum irradiated with 400 keV A1 -ion. // J. Nucl. Mater.,-1973, 47, 1, P 137−141.
- Rubert A., Levy V. Order de cavites dans le magnesium et aluminium irradies aux neatrons repides. // J. Nucl. Mater.,-1974, 50,1, P 116−122.
- Krishan K. Void ordnerung in metals during irradiation. //Phil. Mag. A., -1982, 45, 3, P 401−417.
- Stoneham A.M. The void lattice and other regular arrows of defects. -U.K.Atom.Energy Anth. Harwell,-1975, R7934, P 319−329.
- Loomis B.A., Gerber S.B. Effekt of irradiation-temperature change on void growth and shrinkage in ion- irradiated Nb // J. Nucl. Mater. 1981/ - V. 102. -P 154−169/
- Shule W. Radiation-enhanced diffusion due to intersttials and dynamic crowdions // J. Nucl. Mater. 1996 — V.233−237. — P 964−968.
- Максимов JI.A., Рязанов А. И. Кинетическое уравнение для вакансионных пор. Решетка пор как диссипативная структура, устойчивая в условиях облучения // ЖЭТФ. 1980. — т. 79, вып.6. — С 2311—2327.
- Tsarouhas G. Normal form of the time dependet chemical rate equations for irradiation produced point defects // Phys. Lett. A. 1986. — V. 116, N6. — P 264−270.
- Селищев П.А., Сугаков В. И. Автоколебания температуры и плотности дефектов в тонких пласинках под облучением // ФТТ. 1988. — т. 30, вып. 9.-С 2611—2615.
- Мирзоев Ф.Х. Волна переключения плотности дефектов в кристаллах при импульсном воздействии // ЖТФ. 1998. — т. 68, № 8. — С 7377.
- Псахье С.Г., Зольников К. П. и др. О возможности формирования солитонообразных импульсов при ионной имплантации // Письма в ЖТФ. -1999.-т. 25, № 6. С 7−12.
- Дементьев В.А. Динамика радиационных точечных дефектов в металлах. М.: 1982. — 44 с.
- Сугаков В. И., Селищев П. А. Возникновение периодических диссипативных структур дефектов в примесных кристаллах под облучением // ФТТ. 1986. -т.28, вып. 10. — С 2921—2926.
- Емельянов В.И., Панин И. М. Нелинейная многомодовая динамика образования дефектно-деформационных мезоструктур в кристаллах под действием внешних потоков энергии // ФТТ, -2000, т.42, вып.6, С 1026—1033.
- Емельянов В.И., Панин И. М. Образование нанометровых упорядоченных дефектно-деформационных структур в твердых телах при воздействии на них потоков энергии // ФТТ, -1997, т. 39, № 11, С 2029—2035.
- Селищев П.А. Образование диссипативных структур взаимодействующих дефектов в тонких пластинках под облучением // ВАНТ. Сер.: ФРП и РМ. -1989. Вып.З. — С 28−31.
- Елесин В.Ф. О механизме образования скоплений дефектов в твердых телах. //ДАН СССР, -1988, т. 298, № 6, С 1377—1379.
- Konobeev Y.V., Subbotin A.V., Golubov S.I. The theory of void and interstitial dislocation loop growth in irradiated metals // Radiat. Eff.-1973. 20, N4.-P 265−271.
- Елесин В.Ф., Подливаев А. И. Образование кластеров в системе вакансий и междоузлий при диффузионно-рекомбинационной неустойчивости //ФММ, -1996, т. 81, № 5, С 27−31.
- Камышанченко Н.В. и др. Роль корреляционных эффектов в эволюции дислокационных ансамблей в деформируемых облучаемых материалах // ФТТ. 1998. — т. 40, № 9. — С 1631—1634.
- Селищев П.А. Ползучесть металлов под облучением // Металлы. -2003.-№ 2.-С 89−96.
- Fisher S.B., White R.J. the analysis of void swilling experiments // Ibid. -P 27−36.
- Конобеев Ю.В., Печенкин B.A. О механизме зарождения вакансионных пор в металлах под облучением // Вопр. атом, науки и техники. Сер. Физика радиац. повреждений и радиац. материаловедение. — 1978.-Вып 1. С 3−7.
- Саралидзе 3.К. Теория зарождения пор в облучаемых материалах // Вопр. атом, науки и техники. Сер. Физика радиац. повреждений и радиац. материаловедение. -1984. -Вып.½. С 158−171.
- Субботин А.В. О зарождении пор. // Атом, энергия, -1978, т. 45, вып. 4, С 276−280.
- Kumar D. Void nucleation as a diffusive instability // Phys. Rev. B. -1986. V.34, N8. — P 5048−5057.
- Murphy S.V., Stokes A. The formation of cavities during irradiation // J. Nucl. Mater. 1990. — V.172. — P 169−179.
- Мирзоев Ф.Х., Фетисов Е. П., Шелепин JI.A. Формирование сверхрешеток пор в кристалле // Письма в ЖТФ. 1986. — т. 12, № 24. — С 1489—1493.
- Мирзоев Ф.Х., Фетисов Е. П., Шелепин JLA. Сверхрешетка пор как диссипативная структура // Кратк. сообщ. по физ. 1986. — № 6. — С 3032.
- Коптелов Э.А., Семенов А. А. Перестройка пространственного распределения вакансионных пор при непрерывном облучении // ФММ.1986. -т.62, вып.:-С 1087—1094.
- Дубинко В.И., Тур А.В. и др. Механизм упорядочения вакансионных пор в материалах под облучением // ВАНТ. Сер.:ФРП и РМ.1987.-Вып. 1.-С 40−47.
- Селищев П.А. О динамике развития радиационной пористости // Металлы. 1998. — № 3.- С 103−108.
- Зайкин Ю.А., Алиев Б. А., Потанин А. С. Особенности радиционно- стимулированной диффузии и кинетика развития микропор в металлах // Труды X Межнац. совещ. по рад. физике. Севастополь. — 2000. -С 645−649.
- Gieselmann К., Simon D. A criterion for bistability of irradiation-induced voids // J. Nucl. Mater. 1992. — V.186. — P 237−241.
- Селищев П.А. Термоконцентрационная неустойчмвость распределения температуры и плотности дефектов в пористых металлах под облучением // Металлы. 1999. — № 4. — С 104−106.
- Михайловский В.В., Рассел К. С., Сугаков В. И. Образование сверхрешеток плотности дефектов в бинарных соединениях при ядерном облучении. //ФТТ, -2000, т. 42, вып. 3, С 471−477.
- Martin G. Contribution of dissipative processes to radiation- induced solid- solution instability // Phys. Rev. B. 1980. — V.21, N6. — P 361−381.
- Krishan K., Sundaram C.V. Radiation- induced structural changes in alloys // Pramana. 1985. — V.24, N 1−2. — P 361−381.
- Бакай A.C., Туркин A.A. Радиационно-индуцированная модификация фазовой диаграммы бинарного сплава. М.: ЦНИИ атоминформ, 1988. — 59 с.
- Бакай А.С., Буц А.В., Туркин А. А. Эволюция ансамбля выделений упорядоченной фазы в бинарном сплаве при каскадообразующем облучении // ФММ. 1995. — Вып. 2. — С 5−17.
- Вакс В.Г., Бейден С. В. Особенности явлений упорядочения в открытых системах: рассмотрение модели сплава под облучением в приближении самосогласованного поля // ЖЭТФ. 1994. — т. 105, № 4. — С 1017—1040.
- Mikhailovskiy V.V., Russell K.C., Sugakov V.I. The processes of self- organization in ordered binary alloys under nuclear irradiation // Металлофизика и новейшие технологии. 1999. — т. 21, № 11. — С 70−74.
- Девятко Ю.Н., Тронин В. Н. Восходящая диффузия вакансий и неустойчивость облучаемого вещества // Письма в ЖЭТФ. — 1983. — т.37, вып.7. С 278−281.
- Talbot D.R.S., Willis J.R. The effective sink strenth of a random array of void in irradiated material // Proc. R. Soc. Lond. A. 1980. — V.370. — P 351 374.
- Borodin V.A. Generalized rate theory for spatially inhomogeneous systems of point defect sinks // Physica A. 1994. — V.211. — P 279−316.
- Балашев A.H., Селищев П. А. Зависимость статистических характеристик скорости создания плотности дефектов от их пространственного распределения в каскадах // Металлы. 2000. — № 4. — С 100−104.
- Ганн В.В., Тантаров Л. В., Волобуев А. В., Резниченко Э. А. Теория флуктуаций точечных дефектов в металлах при каскадообразующем облучении // Атомная энергия. — 1987. т. 62, № 2. — С 91−95.г
- Marwick A. Fluctuations in defect concentration due to inhomogeneous production of point- defects by collision cascades // J. Nucl. Mater. 1983. — V. 116. — P 40−43.
- Chou P., Ghoniem N.M. On the stochastic theory of point defect diffusion during irradiation cascade size and shape effects // J. Nucl. Mater. -1985.-V. 137.-P 63−72.
- Richards P.M. Diffusive transport through a medium of static traps // J. Nucl. Mater. -1987. V. 144. — P 228−234.
- Krishan K. Significance of fluctuations in the evolution of voids during irradiation // Phil. Mag. -1981. V.43. — P 71−92.
- Wehner M.F., Wolfer W.G. Vacancy claster evolutionin metals under irradiation // Phil. Mag. 1985. — V.52. — P 189−205.
- Hayns M.R., Mansur L.K. Cascade- induced fluctuations and the transition from the stable to the critical cavity radius for swelling // Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res. 1986. — V. B16. — P 126−133.
- Орлов A.B. Самоорганизация радиационных пор в металлах: Автореф. дис. на соискание ученой степени канд. физико-математ. наук / Алт. гос. тех. ун-т им. И. И. Ползунова. Барнаул, 2000. — 20 с.
- Аль Самави А. Х. Радиационное распухание металлов: Автореф. дис. на соискание ученой степени канд. физико-математ. наук / Алт. гос. тех. ун-т им. И. И. Ползунова. Барнаул, 2004. -20 с.
- Орлов B. JL, Орлов А. В., Малышкина А. Г. Образование нанометровых упорядоченных структур радиационных пор в металлах.// Изв. выс.учеб.зав., -2003, № 2, С.31−35.
- Савицкий А.П., Егоров И. И., Савицкий К. В. Влияние примесей на изменение плотности кадмия при термоциклической обработке // Изв. высш. учеб. зав. Физика, -1969, № 7, С 74−80.
- Савицкий А.П., Егоров И. И., Савицкий К. В. Влияние режимов циклической термообработки на плотность кадмия с примесью висмута // Изв. высш. учеб. зав. Физика, -1969, № 6, С 21−27.
- Савицкий А.П., Егоров И. И., Савицкий К. В. Влияние концентрации примесей на изменение плотности кадмия при термоциклической обработке // Изв. высш. учеб. зав. Физика, -1970, № 1, С 79−84.
- Чухланцева И.С., Савицкий А. П., Максимова С. Ю. Влияние многокомпонентных примесей на изменение плотности кадмия при термоциклической обработке // Изв. высш. учеб. зав. Физика, -1972, № 10, С 33−37.
- Петреня Ю.К., Яцкевич С. Ф. Диффузионный рост пор в стационарных и нестационарных условиях нагружения. //ФММ, -1994, т. 78, вып. 5, С 129−137.
- Паршин A.M. и др. Радиационная повреждаемость и свойства сплавов. СПб.: Политехника, 1995. — 301 с.
- Шалаев A.M. Свойства облученных металлов и сплавов. Справочник. -Киев: Наук. Думка, -1985, 308 с.
- Барабаш О.М., Коваль Ю. Н. Кристаллическая структура металлов и сплавов. Справочник. Свойства облученных металлов и сплавов. Справочник. -Киев: Наук. Думка, -1986, 600 с.
- Паршин A.M., Тихонов А. Н. и др. Радиационная повреждаемость и свойства сплавов. СПб.: Политехника, — 1995. — 301 с.
- Ландау Л.Д., Лифшиц Е. М. Теория упругости. -3-е изд., и доп. -М.: Наука, 1965.
- Shulov V.A., Engelko V.I., Kovalev I.V., Mueller G. Crater creation on the surface of refractory alloy parts during intense pulsed ion and electron beam irradiation// Proc. of the 7th Inter, conf. on Modif. on Mater., Tomsk, 2004, P 298 292.
- Rotshtein V.P., Markov A.B., Ivanov Yu.F. Pulsed electron-beam melting of Cu-steel 316 system // Proc. of the 7th Inter, conf. on Modif. on Mater., Tomsk, 2004, P 298−292.
- Распыление под действием бомбардировки частицами, вып. 3. Характеристики распыленных частиц, применения в технике: Пер. с англ. / Под ред. Р. Бериша и К. Виттмака. -М.: Мир, 1998. 551 с.
- Glowinski L.D., Lanore J.M. Etude de la formation des cavites d’irradiation dans le cuivre // J. Nucl. Mater. -1976. -61, N1. P 41−52.
- Sigmund P. Sputtering by particle bombardment // J. Nucl. Mater. -1981.-17, N3.-P 9−18.
- Бериш P. Распыление твердых тел ионной бомбардировкой. М.: Мир, 1984.-289с.
- Каминский М. Атомные и ионные столкновения на поверхности металла. М.: Мир, 1967. — 256 с.
- Орлов B. JL, Орлов А. В., Аль-Самави Ахмед Хамуд, Евстигнеев В. В. Образование зародыша радиационной поры Журнал Известия вузов, серия «Физика», -2004, т.47, № 3, С. 25−28.