Введение к работе
Актуальность темы. Объектом пристального изучения являются упорядоченные твердые растворы, так как порядок в них определяют процессы, влияющие на разлгшые свойства материалов, а соответствующее изучение упорядоченных сплавов позволяет решить проблему создания материалов с заданными свойствами. Как известно, с порядком в сплаве тесно связаны увеличение вектора трансляции СБ^рзрешетїШ, дшаглза дислокацій, дкслокаццагіїіО роаіппаї. Оссбуа ртль в определяет сеоПсгн сш'леоз іарсг;': пэлгае плоских дефэкгов, которые являются пропятетзгеа для двигання дислокаций. Именно плоские дефекты - сверхструктурные, типа границ антифазности, и структурные, типа дефектов упаковки, - во многом определяют физико-механические свойства упорядоченных сплавов, так как являются структурнься компонентами сверхдислокаций - основного "носителя" пластической деформации, а границы антифазных доменов, образуя пространственную структуру, оказывают сопротивление движению сверхдаслскаций. Если экспериментальное изучение кристаллогеометрии, анизотропии, порядка и других характеристик металлов и сплавов ведется с начала 60-х годов, то компьютерное моделирование стало возможно только с появлением мощных вычислительных средств с ' одной стороны, . серьезного теоретического аппарата о другой.
Использование ЭВМ позволяет не только сократить число я время проведения дорогостоящих экспериментов, но и открывая? труднодоступную в эксперименте возможность изучения антифазных границ (АФГ) и дефектов упакоЕки (ДУ) в области низких температур. Обзор литературы показал, что накопленный экспериментальный и теоретический материал относится в основном к изучению планерных дефектов в сплавах сверхструктур ы0 а Ыг. При этом анализировался ограниченный их круг в назкоиндексных ориенгациях.
Целыа работы является изучение структурных и энергетических особенностей различных дефектов в сверхструктуре L11 на примере сплава CuPt. При этом необходимо выполнить расчеты и получить аналитические выражения энергии образования АФГ без учета релаксации; построить потенциалы межатомного взаимодействия и, решив задачу локальной минимизации энергии, найти картины деформации кристаллической решетки вблизи дефектов; оценить ориентационную анизотропию энергий границ различных типов; провести сравнение с аналогичными результатами, полученными для сплавов других сверхструктур.
Научная новизна. Впервые применен комплексный подход к изучению кристаллогеометрии и энергетики пленарных дефектов в широком наборе ориентации сверхструктуры ы, с использованием ЭВМ. Выявлены закономерности и характерные особенности атомных смещений, вызванных образованными АФГ и ДУ. Всего изучено десять типов дефектов и комплексов на их основе в 24 ориентациях.
Полученные в работе результаты расширяют представление и углубляют понимание влияния границ различных типов на свойства материалов.
Практическая значимость работы. Развитая в работе методика исследования пленарных дефектов может быть применена к изучению многокомпонентных сплавов других сверхструктур, полученные схемы смещений и диаграммы распределения энергий могут использоваться' для анализа экспериментальных данных и выяснения влияния различных факторов на ориентационную анизотропию АФГ и ДУ в упорядочивающихся сплавах.
Разработанные компьютерные- программы с "дружественным'' интерфейсом для персональных IBM-совместимых ЭВМ, наглядно иллюстрирующие в виде таблиц, схем и графиков характер взаимодействия и поведения отдельных атомов вблизи границ, могут быть использованы так же в учебном процессе студентами вузов.
Основныэ полоаения, выносимые на завдту:
1) методика сароделоізїл параметров потенциалышх функцій! «орза
для описания взаимодействия в сплава CuPt;
-
ориептацисішая шпізотрошія плааарных дефэктоз в сверх-структуре ы,;
-
мзтсдц компьютерного моделирования шіанаршх дефектов а подходи it оцзіьівапиь ;іх знергетлческах и деформационных характеристик;
4) классификация дефектов .по результатам компьютерного
моделирования.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано II печатных работ.
Апробация работы. Основные результаты докладывались на следующих конференциях и совещаниях:
Меавузовская научная конференция "Физика твердого тела" (Барнаул,. 1990); Всесоюзные семинары по моделирований радиационных и других дефектов на ЭВМ (Минск, 1991; Караганда, 19Э1; Тольятти, 1993); Европейский семинар по кристаллографии (Любляна, Триест, 1991); Конференция по электронным материалам (Новосибирск, 1992 ); I Международный семинар "Эволюция дефектных структур в металлах и сплавах" (Барнаул, 1992); Семинар "Моделирование на ЭВМ атомных процессов и дефектов в многокомпонентных материалах" (Одесса, 1992); ИИ мевдународная конференция "Физика прочности и пластичности металлов и сплавов" (Самара, 1992); VI семинар с участием иностранных специалистов "Структура дислокаций и механические 'свойства металлов и сплавов" (Екатеринбург, 1993). xxix межреспубликанский семинар "Актуальные проблемы прочности: Функционально . - . механические . свойства материалов и их компьютерное конструирование" (Псков, 1993); Вторая международная . научно - техническая конференция "Актуальные
проиле&а. фундаментальных наук" (Москва, 1994); Materials research eooiety spring meeting (Pittsburg, 1994)
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения,
пяти глав, закллчения и списка литературы. Работа содержит 105 страниц машинописного текста. Бо рисунков, 12 таблиц, список литературы из І40 наименований (всего 193 страницы).
