Ффициентов диффузии от компонент тензора деформации, то есть влияние упругих полей на диффузионные потоки атомов примеси в сплавах образующих растворы внедрения

Вид материала

Документы

Содержание К предполагалось, что расстояния между атомами изменяются пропорционально величине параметра решетки. Поэтому температурная зави

Подобный материал:

• Моделирование трансформации атомной структуры в упорядочивающихся сплавах и интерметаллидах, 98.27kb.
• Влияние внутренних электрических и упругих полей моно-, микро- и нанокристаллов, 344.17kb.
• Автореферат диссертации на соискание ученой степени, 2303.74kb.
• Автоволновая модель деформации и разрушения, 173.84kb.
• Урока, 41.93kb.
• Влияние постоянного магнитного поля на диффузионные процессы и структуру, 33.27kb.
• Аналитическое и численное исследование некоторых задач теплопроводности (диффузии), 18.76kb.
• Макролокализация деформации и скорость звука в пластически деформируемом сплаве, 36.52kb.
•  Элементы квантовой механики и физики атомов, молекул, твердых тел, 156.85kb.
• Определение скорости упругих волн в твердых телах, 97.08kb.

М.Ю. РЯБОВ, А.В. НАЗАРОВ

Московский инженерно-физический институт (государственный университет)


МОДЕЛИРОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК,

ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ ВЛИЯНИЕ УПРУГИХ ПОЛЕЙ

НА ДИФФУЗИОННЫЕ ПОТОКИ ВНЕДРЕННЫХ АТОМОВ


В работе предложена модель для расчета коэффициентов К, определяющих зависимость компонент матрицы коэффициентов диффузии от компонент тензора деформации, то есть влияние упругих полей на диффузионные потоки атомов примеси в сплавах образующих растворы внедрения.


Определение коэффициентов К (Strain Influence on Diffusion (SID) coefficients) для внедренных атомов примеси типа углерода и водорода в ОЦК и ГЦК металлах проведено методами моделирования в два этапа.

На первом этапе самосогласованным образом была рассчитана атомарная структура в окрестности внедренного атома примеси, с использованием модели [2] основанной на методе молекулярной статики.

На втором этапе при моделировании активированного состояния межузельного атома примеси учитывалось, что скачок внедренного атома примеси происходит за время сравнимое со средним периодом колебаний атомов в узлах кристаллической решетки и, следовательно, только атомы первых координационных сфер, окружающие перескакивающий атом, успевают сместиться заметным образом. При этом коэффициенты К: K_XX, K_XY, K_XZ, K_YY, K_YZ, K_ZZ рассчитывались согласно формулам [1]:

, (1)

,

где X_ij = x_i-x_j, Y_ij = y_i-y_j, R_ij^w, R_ij^v – расстояния между атомом i и атомом j в системе с внедренным атомом примеси, когда этот атом находится в активированной позиции и в основном состоянии, соответственно, Φ – потенциал межатомного взаимодействия. K_XZ, K_YY, K_YZ, K_ZZ рассчитываются аналогично.

Ниже в таблице представлены результаты моделирования.

Диф-ные характеристики	Система Fe-H	Система Fe-C	Система Ni-H	Система Ni-C
Энергия миграции, еВ	0,131	0,791	0,270	0,926
Объем релаксации,	0,027	0,354	0,030	0,270
Объем миграции,	0,152	0,199	0,150	0,146
KXX, еВ	-0,255	2,657	-0,923	-4,849
KXY, еВ	0,000	-0,052	2,001	7,340
KXZ, еВ	1,498	0,520	0,000	0,000
KYY, еВ	1,123	-6,342	-0,923	-4,849
KYZ, еВ	0,000	0,001	0,000	0,000
KZZ, еВ	0,565	5,851	0,532	4,010

При расчете температурной зависимости коэффициентов К предполагалось, что расстояния между атомами изменяются пропорционально величине параметра решетки. Поэтому температурная зависимость коэффициентов K рассчитывалась по формулам (1), учитывая, что координаты атомов изменяются следующим образом:

x_i = x_i0(1+T), y_i = y_i0(1+T), z_i = z_i0(1+T), (2)

где x_i, y_i, z_i – координаты атомов при некоторой температуре T, x_i0, y_i0, z_i0 – координаты атомов системы для температуры 0K,  - коэффициент теплового расширения.

Таким образом, в этой работе модель [2] впервые применена для сплавов, образующих твердые растворы внедрения. Получены величины коэффициентов, определяющих влияние упругих полей на диффузионные потоки атомов примесей для четырех сплавов, а также энергий и объемов миграции этих примесных атомов. Рассчитаны зависимости упомянутых характеристик от температуры. Приведенные результаты необходимы для моделирования перераспределения внедренных атомов примеси в упругих полях различных дефектов на основе уравнений, полученных в [1].


Список литературы


1. A.V. Nazarov and A.A. Mikheev, Physica Scripta, Vol.T108 (2004), p.90-94.

2. И.В. Валикова, А.В. Назаров, Моделирование характеристик, определяющих влияние давления на концентрацию и диффузионную подвижность вакансий в ОЦК металлах. (в печати): ФММ, том 106, № 1, (2008).