Surface reconstruction: noble metals. 2: 1 = Реконструкция поверхности: благородные металлы , 2001

В огляді розглянуто останні досягнення в дослідженні реконструкційних фазових перетворень в поверхневих шарах монокристалів Pt, Ir та Au. Наведено результати, отримані за допомогою різних поверхнево-чутливих експериментальних методів. Найбільш детально розглянуто питання, що відносяться до кінетики, енергії активації, геометричних моделей, критичних параметрів 2D-фазових перетворень. Наведено також результати теоретичних досліджень, базовані на 2D-моделі Ізінга, методі зануреного атому та моделюванні за методом Монте-Карло.

Влияние двойниковой микроструктуры кристаллов с низкой тетрагональностью на дифракцию рентгеновских лучей. 2: 1, 2001

Методом Монте - Карло в кінематичному наближенні змодельовано розподіли інтенсивності рентгенівських променів, розсіяних монокристалами з тетрагональною граткою, які являють собою комплекс двійникових доменів, розділених паралельними когерентними границями. Розподіли товщин двійникових доменів змодельовано з використанням геометричної, гаусової та нормально-логарифмічної функцій. Для певних значень параметрів цих функцій виявлено "критичні" ефекти розсіяння, що являють собою перетворення тетрагонального дуплета на одиночний пік або мультиплет. Показано, що кожна з характеристик профілю тетрагонального дуплета залежить від кількох параметрів, які характеризують двійникову мікроструктуру кристала, а також ступеня тетрагональності.

Магнитодеформационный эффект. 2: 2, 2001

Показано, що після деформації стисненням монокристалів молібдену та цинку спостерігається різке збільшення магнітної сприйнятливості, яке сильно залежить від стану поверхні перед деформуванням. Це явище можна пояснити феромагнетизмом електронного газу "помірної густини". На фізичні властивості поверхневого шару істотно впливають умови контактного тертя на границі метал - інструмент. Хімічне видалення цього шару призводить до зникнення магнітного ефекту. Виявлено часову залежність феромагнітної складової сприйнятливості, що можна пов'язати зі зміною структури поверхні в присутності електричного поля.

Anomalies in deformation behaviour of TiAl intermetallic. 1: 1, 2000

Запропоновано пояснення немонотонної температурної залежності межі плинності sigma_y(T) у TiAl, де мають місце два екстремуми, в яких відбувається зміна характеру температурної залежності sigma_y(T). Порівняння кривих sigma_y(T) для TiAl та типових кривих для інших матеріалів (ОЦК металів, інтерметалідів типу Ni₃Al) дозволяє реконструювати форму потенціального рельєфу для дислокацій у TiAl. Форма одержаного рельєфу відтворює існування двох типів дислокаційних пасток (мілких і глибоких) та двох типів потенціальних бар'єрів: низьких і високих для захоплення дислокацій відповідно у випадках мілких і глибоких пасток. З урахуванням захоплення дислокацій у пастки та виходу з них описано характер деформаційної поведінки TiAl в усьому інтервалі температур. Отримано вирази, які дозволяють знайти екстремуми на кривій sigma_y(T). Проаналізовано можливі типи залежності коефіцієнта зміцнення theta(T) в області аномальної температурної залежності sigma_y(T). Встановлено умови, за яких виникає аномальна температурна залежність theta(T). Висловлено припущення, що форма потенціального рельєфу для дислокацій суттєво змінюється в деякій області поблизу мікротріщини. Захоплення дислокацій в глибокі пастки, яке стимулюється концентрацією напруги поблизу мікротріщини, та неможливість їм покинути ці пастки аж

до відносно високих температур розглянуто як можливу причину крихкості TiAl. Запропоновано модель, яка описує деформаційну поведінку інтерметалідів після деякої попередньої деформації. Ця модель дозволяє описати дві альтернативні можливості: виникнення або відсутність макрострибка напруги після вказаної деформації.

Деформационная структура металлов и диаграммы ИДТ. 2: 2, 2001

Проаналізовано еволюцію дислокаційних структур та експериментально вивчено закономірності їх формування в процесі деформації більш як 20-ти металів і сплавів (Mo, Fe, Fe - Si, Cu, Ni, Ti, V, Nb та ін.) з різним типом кристалічної гратки та різними величинами енергії дефекту пакування. Обгрунтовано перебудову діаграм деформації в координатах S - eⁿ (істинна напруга - істинна деформація степеня n) для отримання експресної інформації про межі (за шкалою деформації) існування різних структурних станів. Розглянуто вплив деформації на окремі параметри деформаційного зміцнення. Побудовано діаграми ІДТ (істинна деформація - температура) для металів і сплавів, кожна з яких являє собою систему температурних залежностей критичних деформацій зміни структурного стану в процесі пластичної деформації від початкових етапів до руйнування в інтервалі температур до початку динамічної рекристалізації. Діаграми ІДТ дозволяють безпосередньо визначати режими термомеханічної обробки металів для отримання потрібних значень механічних характеристик, водночас ідентифікувати механізми пластичної деформації в заданих інтервалах температури, деформації та структурного стану.

Концепция критической плотности энергии в моделях разрушения твердых тел. 2: 1, 2001

Розвинуто нову енергетичну концепцію руйнування твердих тіл (ТТ), що базується на критеріях критичної густини пружної енергії в джерелі руйнування p_c, яка різниться для трьох масштабних рівнів процесу - атомного, мікро -та макроскопічних. Обгрунтуванням цих критеріїв служить емпірична закономірність пропорційної залежності між приростами об'єму ТТ і потенційної енергії міжатомних зв'язків у процесі механічного розтягу (поза межами лінійної області пружних деформацій) і теплового нагрівання ТТ. Коефіцієнтом пропорційності є параметр густини енергії міжатомних зв'язків p₀ = Q_c / V₀ (Q_c - енергія сублімації, V₀ - молярний об'єм за 0 К). Базуючись на цій закономірності отримано прості співвідношення для обчислення цілого ряду фундаментальних механічних і теплових характеристик - коефіцієнта термічного розширення, модулів Юнга, зсуву та всебічного стиску, енергії сублімації, граничної (теоретичної) міцності на відрив і зсув, постійної Грюнайзена, поверхневої енергії тощо. Всі критерії густини енергії мають в собі константу p₀ і для матеріалу, що містить ідеально гострі нанотріщини, набувають вигляду критерію, аналогічного критерію Гріфітса, проте з уточненим (у 6 разів більшим) показником енерговитрат, які є достатніми для утворення вільної поверхні тіла. Показано, що новий критерій є єдиним для руйнування як ідеально крихких тіл, так і квазікрихких матеріалів, чим принципово відрізняється від класичного критерію Грифітса.

Пиннинг и динамика вихрей Абрикосова, дефекты кристаллической структуры и проблема плотности критического тока в монокристаллах и биаксиально-ориентированных пленках высокотемпературных сверхпроводников YBa₂Cu₃O_{7 - delta}. 1: 1, 2000

Рассмотрена одна из важнейших проблем высокотемпературных сверхпроводников - проблема кардинального отличия величин объемной силы пиннинга F_p и плотности критического тока J_c в массивных и тонкопленочных материалах из высокотемпературного сверхпроводника YBa₂Cu₃O_{7 - delta}, принципиально не содержащих "слабых связей" в микроструктуре.

Электронная структура и магнитные свойства сплавов системы Fe - Cr. 2: 2, 2001

Виконано порівняльний аналіз електронної структури та магнітних властивостей сплавів заміщення Fe_xCr_{1 - x} двома методами: зонним методом суперкомірки в оберненому просторі та методом рекурсії в прямому просторі для різних концентрацій компонентів. У обох випадках використано один і той самий спін-поляризований екранований базис лінійних маффін-тін орбіталей у наближенні атомної сфери (TB - LMTO - ASA). Показано, що зонний метод дозволяє досягнути повного самоузгодження, але не може уникнути впливу періодичних граничних умов. Кластерний метод рекурсії, навпаки, не потребує трансляційної інваріантності, але цим методом важче досягнути повного самоузгодження. Ці два методи взаємно доповнюють один одного та дозволяють отримати більше інформації під час розрахунку електронної структури невпорядкованих систем. Основна відмінність зонного розрахунку від кластерного полягає в тому, що в останньому виникають локалізовані резонансні стани. Показано, що під час зміни концентрації компонентів відбуваються істотні зміни в електронній та магнітній структурі сплавів системи Fe - Cr. Максимальні зміни відбуваються, тоді коли концентрація одного з компонентів наближається до 30 %. Відзначено, що область магнітних фазових переходів збігається з початком процесу розшарування в системі. Магнетизм зникає у разі концентрації хрому 70 % і вищої.

Взаимная диффузия в тройных системах с двухфазными областями: подходы и модели. 4: 2, 2003

Проаналізовано особливості взаємної дифузії в потрійних металевих системах. Складність теоретичного й експериментального дослідження взаємної дифузії в багатокомпонентних сплавах пов'язана з можливістю формування двофазних зон внаслідок дифузійної взаємодії в системах, що мають двофазні області на ізотермічній діаграмі стану. Моделювання взаємної дифузії в потрійних системах з двофазними областями робить можливим опис росту двофазних зон, визначення дифузного шляху й аналіз його стійкості. За різних спрощувальних наближень розглянуто термодинамічні та кінетичні підходи, що дозволяють вирішити нові проблеми, пов'язані з додаванням одного або більше компонентів у бінарну систему. Серед таких проблем найбільш цікавими є: створення самоузгодженої моделі побудови діаграми стану та дифузійної взаємодії з можливістю утворення двофазної зони; вибір дифузійного шляху в концентраційному трикутнику; визначення критерію формування двофазної зони; дослідження морфології двофазної зони залежно від початкового складу та дифузійних параметрів.

Влияние активных элементов рабочей среды и внешних воздействий на физическую природу и механизм формирования наноструктурных износостойких материалов в зоне контакта металлов при трении. 4: 4, 2003

За допомогою методів локального рентгеноспектрального аналізу, проникної електронної й оптичної мікроскопії, рентгенівської, фотоелектронної й оже-електронної спектроскопії, динамічного проникнення індентора досліджено наноструктурні матеріали, які утворюються в ході структурно-фазових перетворень у поверхневих шарах металів під час тертя в середовищах з активними хімічними елементами та додатковим зовнішнім впливом імпульсами струму. Показано, що наноструктурні шари металу з високими фізико-механічними характеристиками та стійкістю до термічних впливів, які знижують коефіцієнт тертя та ступінь зносу металевих систем, формуються на поверхні тертя лише у разі певного співвідношення хімічних елементів вихідних сплавів і додаткових легуючих елементів. Їх джерелом можуть бути як вихідні сплави, так і робоче середовище, активні хімічні елементи якого здатні інтенсивно насичувати деформовані тертям мікрооб'єми матеріалу поверхні та суттєво впливати на їх властивості та поведінку. Встановлено, що насичення деформованого під час тертя металу активними хімічними елементами мастильних рідин знижує енергію переходу контактуючих мікрооб'ємів матеріалу у квазірідкий структурно-нестійкий стан, у разі якого формуються наноструктурні поверхневі шари. Показано, що завдяки імпульсам струму можливо досягти критичної потужності зовнішнього впливу, за якої має місце якісна зміна стану металу, прилеглого до плям контакту, та утворення наноструктурного шару тертя, електронна й атомна структура якого дозволяють досягти стану аномально низького коефіцієнта тертя.

Динамическая дифракция рентгеновских лучей в сверхрешетках. 2: 4, 2001

Наведено огляд робіт з динамічного розсіювання рентгенівських променів у гетероепітаксійних та акустичних надгратках. Розглянуто основні підходи до опису динамічної дифракції в металевих і напівпровідникових надгратках. Значну увагу приділено формалізму зон стійких і нестійких розв'язків системи рівнянь Такаги для надграток, який базується на методах якісної теорії диференціальних рівнянь. Викладено загальні якісні підходи до аналізу особливостей дифракції в надгратках різноманітних моделей, заснованих на концепції єдиної параметризації характеристик надгратки та хвильового поля. Формалізм зонних діаграм дозволив класифікувати параметри теорії динамічної дифракції в надгратках на "зовнішні" та "внутрішні". Розвинутий формалізм дозволяє визначити структурні характеристики надгратки за виглядом кривої дифракційного відбиття.

Изменение магнитных и оптических свойств неферромагнитных кристаллов после экспонирования в электрическом и магнитном полях. 2: 3, 2001

Вивчено вплив експозиції в електричному та магнітному полях на магнітну сприйнятливість кристалів цинку, кремнію, арсеніду галію та спектральний розподіл фотопровідності GaAs і Si. Встановлено, що в усіх випадках спочатку діамагнітні зразки після механічної обробки істотно змінювали магнітні властивості, а в спектрі фотоструму GaAs з'явилися додаткові домішкові максимуми. Тривала експозиція таких кристалів у магнітному або електричному полях призводила до відновлення їх діамагнітних властивостей, а у випадку GaAs і до зникнення домішкових максимумів фотоструму.

Импульсно-плазменная модификация свойств поверхности и нанесение покрытий. 4: 1, 2003

Розглянуто сучасний стан імпульсно-плазмової детонаційної технології з метою модифікації властивостей структури і механічних якостей, а також нанесення захисних покриттів, що мають різні функціональні завдання. На прикладі простих металів (<$E alpha-roman {Fe, Cu}>), сталей, сплавів, у тому числі титанових сплавів, показано можливість модифікації поверхні за допомогою дії імпульсного плазмового струменя, що має високі швидкості від 1 до 8 км/с, і високу температуру в струмені (<$E 10 sup 3~-~3~cdot~10 sup 4 roman K>). Розглянуто структуру та властивості керамічних, металокерамічних металічних покриттів таких, як <$E roman {Al sub 2 O sub 3~, Al sub 2 O sub 3~+~Cr sub 2 O sub 3}>, WC - Co, нержавіючої сталі 316L, Hastelloy C на основі Ni. Зазначено, що нанесення цих захисних покриттів призводить до значного підвищення механічних характеристик таких, як стійкість в експлуатації, твердість, корозійна стійкість, стійкість до абразивного зносу. Показано, що в деяких випадках необхідна "дуплексна" обробка поверхні виробів із металів і сплавів, наприклад, вібронакатування з подальшою дією імпульсного плазмового струменя, що призводить до значних змін механічних характеристик виробу.

Интегральная дифрактометрия наноразмерных дефектов в упруго изогнутом монокристалле. 5: 1, 2004

З метою створення нових високоінформативних методів діягностики випадково розподілених нанорозмірних дефектів (ВРНД), які не можна спостерігати за допомогою традиційних неруйнівних методів, таких, як Рентгенова топографія, для якої такі нанорозмірні в одному з вимірів або в усіх трьох вимірах дефекти виявляються за межами чутливості методу, розроблено фізичні основи методу деформаційних залежностей повної інтегральної відбивної здатности (ПІВЗ), яка виявилася унікальне чутливою до СНРД. Уперше теоретично й експериментально доведено наявність залежностей від однорідної пружної макроскопічної деформації інтегральної інтенсивності дифузного розсіювання, екстинкційних факторів чи коефіцієнтів екстинкції, обумовлених розсіюванням на дефектах, як для когерентної (<$E mu sub ds>), так і для дифузної (<$E mu sup *>) складових ПІВЗ та ефективного статичного фактора Дебая - Валлера, показник якого вважається пропорційним до інтегральної інтенсивності дифузного розсіювання. Встановлено природу можливих механізмів як адитивного, так і неадитивного впливу пружних деформацій (ПД) та ВРНД в об'ємі динамічно розсіювального монокристала на величину ПІВЗ за умов різного ступеня асиметрії відбиттів, яка дозволяє суттєво посилювати ефект впливу ПД на ПІВЗ. Показано, що неадитивність сумісного впливу ВРНД і ПД на величину ПІВЗ Ляве-рефлексів свідчить про суттєву роль ефектів екстинкції через розсіювання на ВРНД і про відносне зростання їх впливу на ПІВЗ за умов зростання ПД, що забезпечується, наприклад, присутністю в досліджуваному монокристалі крупних у двох вимірах ВРНД, вплив яких на величину ПІВЗ виявляється за вказаними причинами порівнюваним

із впливом пружної деформації в разі будь-якої сили вигинання та в разі будь-якого ступеня асиметрії Ляве-рефлексів, що використовуються. Дрібні дефекти за умов звичайно достатньо низьких їх концентрацій через слабкий прояв для них вказаних екстинкційних ефектів призводять до адитивного впливу ВРНД і ПД на ПІВЗ за будь-якого ступеня асиметрії відбиттів. Доведено можливість розділення впливу на ПІВЗ ВРНД і ПД шляхом факторизації виразів для ПІВЗ на множники, що залежать тільки від ВРНД і тільки від ПД. В тому числі вперше деформаційні поправки до факторів екстинкції деформаційних залежностей Бреггової та дифузної складових ПІВЗ пружно вигнутих монокристалів з мікродефектами феноменологічно також факторизовано на множники, що залежать тільки від ВРНД і тільки від ПД. За цих умов знайдено в явному вигляді залежність вказаних поправок від характеристик ВРНД. Це вперше забезпечило можливість адекватного кількісного визначення характеристик ВРНД шляхом припасовування теоретичних та експериментальних деформаційних залежностей ПІВЗ.

Малые металлические частицы: способы получения, атомная и электронная структура, магнитные свойства и практическое использование. 4: 4, 2003

Виконано аналітичний огляд оригінальних експериментальних результатів, одержаних під час дослідження кристалічної структури, фазових перетворень, твердофазних реакцій, магнітних властивостей і можливостей практичного використання малих металічних частинок (ММЧ) Ni, Ta та сплавів на основі міді. Зазначено про утворення ряду метастабільних станів у ММЧ, нехарактерних для масивних зразків. Показано, що особливості багатьох характеристик ММЧ є обумовленими типом їх структури, дисперсністю й умовами одержання. Наведено приклади практичного використання покриттів із ММЧ танталу та нікелю.

Особливості електронної структури бінарних сплавів 3d-перехідних металів. 5: 1, 2004

Виміряно спектри оптичної провідности <$E sigma ( nu )> в области 0,07 - 4,95 eB чистих 3d-металів (Ni, Fe, Co, Cr) та деяких бінарних сплавів на їх основі. Одержано інформацію про особливості електронної структури сплавів Ni - Fe, Ni - Cr, Fe - Cr та Ni - Co. Встановлено закономірності формування електронних енергетичних спектрів невпорядкованих бінарних сплавів 3d-перехідних металів, які полягають в тому, що в сплавах зберігаються характерні риси електронних спектрів розчинників навіть за великих концентрацій домішок (до 30 - 40 ат. %), а самі домішки формують відповідні зони, які розташовуються вище основних зон розчинників. Зазначено, що оптичні методи еліпсометрії дозволяютьз великою точністю визначити положення та півширину домішкових зон в електронних спектрах невпорядкованих сплавів 3d-перехідних металів.

Пространственно-временное упорядочение при пластическом течении твердых тел. 3: 3, 2002

З використанням широкого кола металів і сплавів досліджено виникнення та часову еволюцію впорядкованих у просторі картин локалізації пластичної деформації - хвиль. Установлено основні характеристики цих хвиль: залежність швидкості поширення від коефіцієнта деформаційного зміцнення, закон дисперсії, залежності довжини хвилі від розмірів зерен і розміру зразків. Розглянуто можливість опису локалізації пластичної течії як процесу самоорганізації в середовищі, що деформується. Одержано рівняння, необхідні для опису еволюції осередків локалізації пластичної течії. Проаналізовано перехід між картинами локалізації деформації на різних стадіях пластичної течії. Запропоновано модель для пояснення великомасштабної періодичності у розподілі осередків локалізації деформації.

Проявление аномальных диамагнитных свойств в деформированных монокристаллах металлов и полупроводников. 5: 1, 2004

У проблемному викладі проаналізовано результати експериментальних досліджень магнітних властивостей деформованих металів і напівпровідників. Зроблено спробу пояснення експериментально спостережуваних аномального діамагнетизму та нерезонансного сигналу мікрохвильового відгуку утворенням структурних неоднорідностей в об'ємі деформованого матеріалу.

Прямі й непрямі методи аналізу міжатомної взаємодії та кінетики релаксації близького порядку в щільно впакованих твердих розчинах заміщення (втілення). 3: 2, 2002

Розглянуто деякі методи для прямого (дифракція та розсіяння випромінювань) та непрямого (вимірювання залишкового електроопору, комп'ютерне моделювання, наближені аналітичні розрахунки) дослідження статистичних параметрів кореляції у взаємному розташуванні атомів, енергій "змішання" їх термодинамічних характеристик і будови близького порядку, а також кінетики його релаксації в твердих розчинах зміщення (втілення). Проілюстровано властивості параметрів взаємодії та близького порядку атомів (далекосяжний, анізотропний і осцилюючий характери їх залежностей від міжатомної відстані, а також неаналітичність параметрів відповідного опису в оберненому просторі) для розчинів обох типів. Обговорено сучасні статистико-термодинамічні методи розрахунку рівноважних значень параметрів близького порядку для таких бінарних розчинів. Із використанням мікроскопічної теорії, справедливої з точністю до апроксимації, що відповідає розчепленню тричастинкових кореляційних функцій, проаналізовано зв'язок часової еволюції близького порядку і дифузного розсіяння випромінювань з дифузією атомів на великі міжвузлові відстані в багатокомпонентних твердих розчинах заміщення. Зіставлено існуючі напівфеноменологічні моделі релаксації питомого залишкового електроопору твердих розчинів заміщення (втілення) в застосуванні до опису результатів експериментальних вимірювань його часової залежності.

Синергетика пластической деформации. 2: 3, 2001

Досліджено процес розвинутої пластичної деформації, коли густина дефектів настільки велика, що стають істотними колективні ефекти. На підставі поняття про перебудову потенціального рельєфу викладено польову теорію надпластичного стану типу смуги Людерса. Показано, що за напруг, які перевищують критичну межу, дислокаційно-вакансійний ансамбль переходить до автокаталітичного режиму розмноження. Досліджено процес взаємних перетворень дислокацій і орієнтаційних меж, за якого пластична деформація може виявляти періодичний характер. Розглянуто умови появи хвиль пластичної деформації. У межах фрактальних уявлень викладено картину утворення й еволюції ієрархічних дефектних структур, що виникають у процесі повзучості твердого тіла. Проведено узагальнення на довільний режим деформування.