Введение к работе
Актуалы!0сть_те_мы;
Успешное решение задач разработки новых материалов с заданными свойствами предполагает глубокое понимание роли физических процессов, контролирующих деформацию о кристалле. Поэтому изучение микроскопических механизме в, формирующихся ііа атомном уровне сейчас приобретает псе большую значимость в материаловедении. Для этой цели разрабатываются новые методы.
Металлы с ГЦК решеткой изучены лучше других. Однако, традиционное отношение к металлам с граь ецентрированной кристаллической решеткой как к пластичным оказывается не совсем корректным для иридия. Этот переходный металл платиновой группы, проявляет особенности, свойственныг хрупким материалам. Он разрушается сколом (даже после 70% удлинения в некоторых эриентировках оси деформации) [1,2,3].
В соответствие с представлениями об атомном строении все механические свойства материала п значительной мере определяют-:я его электронной структурой. Особенности взаимодействия атом-1ых остовов между собой и валентными электронами влияют на :труктуру дефектов и обуславливают наблюдаемые на эксперименте :пецифнческие черты механического поведения конкретных материалов. Поэтому последовательное рассмотрение дефектов крн-:таллической решетки в иридии учитывающее реальную электоон-гую структуру этого металла представляет достаточно большой интерес как с точки зрения фундаментальной физики, так и прикладных исследований.
Целью данной, работы было исследование структурных и інергетических особенностей дефектов кристаллической решетки, іридия и выяснение взаимосвязи этих особенностей с наблю-іаеммми аномалиями п механических свойствах
Для этого были получены параметры исевдопотенцналов дл иридия и родия. Построены межатомные парные потенциалы смоделированы структуры дефектов кристаллической решетки.
Для расчета была применена схема теории возмущений п модельному псевдопотенциалу АбаренковаХейне, интенсивно і успешно разрабатываемая в институте им. И В.Курчатова (ООЯСІ группа проф. Вакса В.Г.).
Научная и практическая ценность;
Внедрение в металловедение понятий, связанных с достиже ниямн в области исследований электронной структуры являете перспективным и необходимым, так как позволяет аналиэироват физические причины, определяющие особенности механнческоп поведения материалов, на принципиально более глубоком уровне Привлекая ясные и четкие понятия об элементарных взанмодей ствиях (типа кулоновского взаимодействия) в рамках теории псев допотеициалов удалось достаточно точно описать широкий спект| свойств переходных металлов (1г и Rh), построить модель их меж атомного взаимодействия и провести компьютерные экперименты моделирующие пластические процессы.
Точное описание переходных металлов в рамках теории воз мущеннй по псевдопотенциалу, полученное в данной работе, яв ляется дополнительным поводом к пересмотру ограничений, свя занных с применимостью данного метода, в сторону их расшире ния.
Одним из основных результатов данной работы является на блюденне в компьютерном эксперименте блокировки днелокацион пых ядер в иридии, что является необычны* для металлов с ГЦЬ решеткой. Известно, что потеря подвижности дислокаций може приводить к росту предела текучести. Преде тавляет интерес даль нейшее теоретическое и экспериментальное изучение структурь дислокаций с целью обнаружения предсказанных особенностей.
Построенные в данной работе парные потенциалы меж атомного взаимодействия в дальнейшем могут быть нспользовань для моделирования решеточных свойств иридия и родня.
Новизна работы:
Получено . точное описание широкого спектра решеточных :пойств переходных металлов (1г и Rh) в рзмках теории воэмуще-!нй по псевдопотенциалу и построены парные потенциалы меж-ітомного взаимодействия. Показано, что межатомное взанмодей-:твне в этих металлах носит центральный парный характер.
С использованием построенных парных потенциалов проведе-ю компьютеное моделирование структуры дислокационного ядра. Іродемонстрирована возможность спонтанной блокировки дисло-;аций в ГЦК металле в результате образования некомпланарной :труктуры ядра. Получены энергетические характеристики точеч-іьіх дефектов в иридии и родии.
На защиту выносятся следующие положения;
описание решеточных свойств иридия и родня в рамках теории возмущения по модельному псевдопотенциалу Абаренкова - Хейне;
результаты исследования зависимости устойчивости кристаллической решетки в иридии от величины заряда атомного остова z;
набор потенциалов парного межатомного взаимодействия в иридии, родии и меди, используемые для моделирования структурных дефектов кристаллической решетки;
вычисленные характеристики точечных дефектов и дефектов упаковки в иридии и родин;
результаты моделирования структуры ядер дислокаций (скользящих и некомпланарных) в иридии и родии;
значения поверхностной энергии и теоретической прочности на отрыв, полученные в рез)льтате компьютерного эксперимента.
Апробация работьц
Результаты работы докладывались на 27 международном семинаре по моделированию, Ижевск, 1994, на XVI Черняевском Совещании по химии, анализу и технологии платиновых металлов, Екатеринбург 1996.
Структу.ра_и_йб^еы работи;
Диссертация состоит из введения, четы|)ех глав, заключения и списка используемой литературы. Она содержит 100 страниц, 46 рисунков, 15 таблиц и библиографию из 59 наименований.