Дегтярёв Вячеслав Тихонович

ДИНАМИКА ДИСЛОКАЦИЙ В ЩЕЛОЧНО-ГАЛОИДНЫХ КРИСТАЛЛАХ ПРИ НАЛОЖЕНИИ УЛЬТРАЗВУКА

Специальность 01.04.07 –

физика конденсированного состояния

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора физико-математических наук

Москва – 2007

Работа выполнена в Калужском филиале государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана»

Научный консультант:

доктор физико-математических наук,

профессор Тяпунина Наталья Александровна

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук,

профессор Блантер Михаил Соломонович

доктор физико-математических наук,

профессор Старостенко Михаил Дмитриевич

доктор технических наук,

профессор Абрамов Олег Владимирович

Ведущая организация:

Санкт-Петербургский государственный университет

Защита состоится «___» _________ 2007г. в ___ час. ___ мин. на заседании диссертационного совета Д 217.035.01 при Федеральном государственном унитарном предприятии «Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П.Бардина»

по адресу: 105005, Россия, Москва, 2-я Бауманская ул., д.9/23

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Федерального государственного унитарного предприятия «Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П.Бардина»

Автореферат разослан «___» ___________ 2007 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор технических наук,

старший научный сотрудник Александрова Н.М.

ОБЩАЯ ХАРАСТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы работы. Взаимодействие структурных дефектов и полей различной природы относится к фундаментальным проблемам современной физики. Темой данной работы является исследование взаимодействия ультразвукового поля и дефектов кристаллической структуры, установление связи между микропроцессами и макроскопическими свойствами кристаллов в ультразвуковом поле.

Поскольку под действием ультразвука материал может как упрочняться, так и разупрочняться, важно проследить за физическими эффектами, приводящими к таким изменениям. Современное состояние теории не позволяет однозначно предсказать, что именно произойдет в процессе воздействия ультразвука: упрочнение или разупрочнение кристалла. Поэтому выяснение причин и механизмов, вызывающих изменения пластических свойств кристаллов под влиянием высокочастотной вибрации ультразвукового диапазона частот, остается фундаментальной задачей физики конденсированных сред и в тоже время имеет большое прикладное значение.

Наиболее эффективным способом исследования взаимодействия полей и дефектов кристаллической структуры является метод компьютерного моделирования. Действительно, при исследовании дислокационных процессов, происходящих за времена порядка ~10-5c в объеме образца, другие методы практически не приемлемы. Избирательное травление позволяет установить только начальное и конечное состояния системы дислокаций. Просвечивающей электронной микроскопии доступны лишь образцы в виде тонких пленок. Процессы в тонких пленках и массивных кристаллах могут существенно отличаться, поэтому закономерности, установленные для пленок, нельзя использовать для массивных кристаллов. Кроме того, в реальных условиях воздействие бывает комплексным, и выделить влияние отдельных факторов не представляется возможным. Моделирование позволяет выяснить роль отдельных факторов, приводящих к изменению макроскопических свойств материалов, и микромеханизмы, обуславливающие эти изменения. Поэтому разработка моделей, алгоритмов и программ для осуществления моделирования дислокационных процессов также является актуальной задачей для современной физики твердого тела и важна для прикладных задач.

Целью настоящей работы явилось:

детальное исследование процессов, происходящих при воздействии высокочастотных колебаний ультразвукового диапазона на дислокационные структуры и пластичность материалов;

определение режимов нагружения, позволяющих добиться необходимого изменения пластических свойств образца, будь то упрочнение или разупрочнение.

Объекты исследования: щелочно-галоидные кристаллы со структурой хлорида натрия.

Для достижения этих целей предстояло решить следующие задачи:

Разработать физическую модель и методику моделирования механизмов и процессов, обуславливающих акустопластический эффект, используя строгий динамический подход, основывающийся на решении уравнения движения с учетом поля сил взаимодействия дислокаций и самодействия, а также гибкости скользящих дислокаций и влияния полей, обусловленных внешним нагружением.

Промоделировать процессы движения и размножения дислокаций в условиях сложнонагруженного состояния кристалла, когда на дислокации леса действует знакопеременная нагрузка, а в плоскости скользящей дислокации действуют или постоянная сила, или сумма постоянной и знакопеременной составляющих поля.