Главная » 2014»Август»6 » Скачать Наноструктурирование металлических материалов интенсивными ионными пучками. Богданов, Николай Юрьевич бесплатно
10:13 PM
Скачать Наноструктурирование металлических материалов интенсивными ионными пучками. Богданов, Николай Юрьевич бесплатно
Наноструктурирование металлических материалов интенсивными ионными пучками
Диссертация
Автор: Богданов, Николай Юрьевич
Название: Наноструктурирование металлических материалов интенсивными ионными пучками
Справка: Богданов, Николай Юрьевич. Наноструктурирование металлических материалов интенсивными ионными пучками : диссертация кандидата физико-математических наук : 01.04.07 / Богданов Николай Юрьевич; [Место защиты: Моск. гос. техн. ун-т им. Н.Э. Баумана] Обнинск, 2008 102 c. : 61 08-1/651
Объем: 102 стр.
Информация: Обнинск, 2008
Содержание:
Введение
Глава 1 Литературный обзор и постановка задачи исследования
11 Радиационно-индуцированные неравновесные состояния в металлических материалах Образование «кластерного композита»
12 Превращения в системе Fe-Cr-Ni
13 Фазовые превращения в сплавах системы Fe-Cr
14 Структурные и фазовые превращения в системе Ni-Cr
15 Радиационно-индуцированные превращения в сплавах Гейслера
16 Эффект дальнодействия
17 Постановка задачи исследования
Глава 2 Образцы и методики эксперимента
Глава 3 Образование кластерного композита в сплавах системы Ni-Cr-Mo
Глава 4 Радиационно-индуцированные состояния в сплавах
Гейслера
Глава 5 Энергия активации отжига дефектной структуры облученных сплавов Fe-Cr-Ni и Fe-Cr
Глава 6 Стационарная концентрация вакансий в области кластерного композита
Введение:
Актуальность работы
Облучение металлических материалов способно существенно изменять их структуру и свойства. При радиационном воздействии вещество может оказываться насыщенным дефектами, кроме того, в нем могут происходить фазовые превращения, ускоренные облучением или радиационно-индуцированные, т.е. такие, которые не могут быть реализованы при других видах воздействия на материал, в том числе, при термической обработке. При этом, как правило, существенно изменяются свойства вещества, относящиеся как к ионной, так и к электронной подсистемам металла.
В исследованиях [1], проведенных на ускорителях и плазменных установках, было обнаружено, что высокоинтенсивное ионное облучение металлических материалов систем Fe-Cr-Ni, Ni-Cr, Cu-Ni, Fe-Cr,V-Cr-Ti и чистых металлов Ti и Zr - приводит к тому, что в некоторой области флюенсов и энергий ионов, температур мишени и плотностей ионного потока, формируется особое состояние вещества, обладающее необычными структурой и свойствами. Дальнейшие исследования [2] позволили установить, что данное радиационно-индуцированное состояние имеет нанокластерную морфологию и характеризуется аномально большим изменением свойств материала. В работе [3] была предложена модель, согласно которой наноразмерные кластеры образуются в окрестности радиационных точечных дефектов и состоят из собственных атомов, однако могут иметь кристаллографическую симметрию, отличающуюся от матрицы. Эти кластеры армируют матрицу и образуют кластерный композит. Формирование нанокластерной морфологии, как было установлено, сопровождается изменениями формы рентгендифракционных линий [4, 5], что может служить тестовым признаком появления кластерного композита и методически удобным способом определения области его существования в пространстве радиационных параметров.
Понимание природы нанокластерного композита, причин его возникновения и механизмов формирования радиационно-индуцированных состояний такого типа может стать основой развития новых технологий радиационного модифицирования материалов. Это обстоятельство определяет актуальность работы.
Целью данной работы является выяснение условий и механизмов формирования радиационно-индуцированных нанокластерных состояний в различных металлических материалах - твердых растворах Ni-Cr, Fe-Cr-Ni, Fe-Cr и интерметаллидах (сплавах Гейслера), получение кинетических и энергетических характеристик процесса наноструктурирования металлических материалов под действием интенсивных ионных пучков.
Научная новизна полученных в работе результатов заключена в следующем:
• в сплавах системы Ni-Cr и фазах Гейслера определены области радиационных параметров возникновения кластерного композитов с существенным изменением механических и магнитных свойств;
• экспериментально определены энергетические параметры устойчивости радиационно-индуцированных кластерных композитов, необходимые для разработки модельных представлений формирования особых радиационно-индуцированных состояний;
• показано, что особые радиационно-индуцированные состояния возникают при достижении определенных значений стационарных концентраций радиационных дефектов, связанных с характерным масштабом нанокластерной структуры.
Практическая ценность работы определяется возможностью разработки новых радиационных технологий создания новых материалов путем целенаправленного формирования кластерных композитов в различных материалах. Показано, что возникновение кластерного композита обеспечивает аномально большое упрочнение металлических сплавов свыше 10 ГПа; в сплавах Гейслера можно получить намагниченность, в несколько раз выше, чем после любой термообработки данных материалов.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Радиационно-индуцированные изменения структуры и свойств в сплавах системы Ni-Cr.
2. Радиационно-индуцированные превращения в сплавах Гейслера.
3. Кинетические и энергетические параметры формирования кластерных композитов в сплавах Fe-Cr-Ni и Fe-Cr.
Достоверность положений и выводов диссертационной работы определяется использованием представительного набора экспериментальных методов исследования материалов, таких как рентгеновская дифрактометрия, измерение микротвёрдости, металлографический анализ, измерение магнитных свойств материалов.
Положения и выводы диссертации находятся в соответствии с современными представлениями физики конденсированного состояния.
Личный вклад автора.
Автор лично участвовал в планировании и проведении экспериментов, обработке экспериментальных данных. Им лично были получены результаты по свойствам сплавов Ni-Cr и фазам Гейслера после ионного облучения, энергетические характеристики нанокластерных структур.
Апробация работы:
Полученные результаты были представлены на следующих конференциях и семинарах:
1) Шестая международная студенческая научная конференция «Полярное сияние - 2003»
2) Международный научно-практический семинар «Структурные основы модификации материалов методами нетрадиционных технологий (MHT-VII)»
3) Международный научно-практический семинар «Структурные основы модификации материалов методами нетрадиционных технологий (MHT-VIII)»
4) Седьмой Международный Уральский Семинар.- 2007. — Снежинск
5) Международный научно-практический семинар «Структурные основы модификации материалов методами нетрадиционных технологий (MHT-IX)»
6) Международный научно-практический семинар «Теория и многоуровневое моделирование дефектов, явлений и свойств материалов ядерной техники» (ТММ-2008)
Публикации.
Основные результаты работы отражены в 4 статьях журналов, рекомендованных ВАК и 6 тезисах Международных и Всероссийских конференций.
1) Хмелевская B.C., Богданов Н.Ю. Радиационно-индуцированные превращения в 12%-ных хромистых сталях.// Сборник тезисов докладов шестой международной студенческой научной конференции «Полярное сияние - 2003». - С.212
2) Хмелевская B.C., Богданов Н.Ю. Радиационно-индуцированные превращения в 12%-ных хромистых сталях.// Сборник тезисов докладов международного научно-практического семинара
Структурные основы модификации материалов методами нетрадиционных технологий (MHT-VII)». - С.21
3) Хмелевская B.C., Богданов Н.Ю. Неравновесные радиационно-индуцированные состояния в сплавах системы никель-хром.// Сборник тезисов докладов международного научно-практического семинара «Структурные основы модификации материалов методами нетрадиционных технологий (MHT-VIII)». - С.92
4) Хмелевская B.C. Новая технология радиационного модифицирования материалов - создание кластерных структур // Сборник тезисов докладов Седьмого Международного Уральского Семинара.- 2007. — Снежинск. - С.53
5) Хмелевская B.C., Богданов Н.Ю. Радиационно-индуцированные превращения в сплавах Гейслера CU2AIM11 и Ni2MnGa.// Сборник тезисов докладов международного научно-практического семинара «Структурные основы модификации материалов методами нетрадиционных технологий (MHT-IX)». - С.45
6) Хмелевская B.C., Богданов Н.Ю. Горчаков К.А. Наносостояния в облученных материалах // Сборник тезисов докладов международного научно-практического семинара «Теория и многоуровневое моделирование дефектов, явлений и свойств материалов ядерной техники» (ТММ-2008). - С.44
7) Хмелевская B.C., Куликова Н.В., Малынкин В.Г., Бондаренко В.В., Богданов Н.Ю. Фрактальные структуры в облученных металлических материалах // ВАНТ серия: Материаловедение и новые материалы вып. 1 (66) - 2006г. - С.411
8) Хмелевская B.C., Богданов Н.Ю., Кордо М.Н. Радиационно-индуцированное структурирование в сплавах на основе никеля // Физика и химия обработки материалов. - 2008. - №2. - С.14-18
9) Хмелевская B.C., Богданов Н.Ю., Кордо М.Н. Радиационно-индуцированные превращения в сплавах Гейслера при высокодозном ионном облучении// Письма в ЖТФ. - 2008. - Т.34. - Вып.23. - С.33-38.
10) Хмелевская B.C., Богданов Н.Ю., Горчаков К. А. Наноструктурирование металлических материалов интенсивными ионными пучками// Физика и химия обработки материалов. - 2008. -№5. - С.5-11.
Структура и объём диссертации:
Работа состоит из введения, шести глав и заключения. Общий объём работы составляет 102 страницы, в том числе 3 таблицы, 23 рисунка и список использованных источников из 102 наименований.
