Розглянуто метод статистичного опису простих кристалів з парним потенціалом міжатомної взаємодії, що грунтується на виведенні аналітичного виразу для бінарної функції розподілу зміщень атомів з вузлів гратки та варіаційній процедурі визначення ефективного параметра квазіпружного зв'язку сусідніх атомів. У межах даного підходу для кристалів з ГЦК структурою - кристалів інертних газів (Ar, Kr, Xe) і металів (Cu, Ag, Au) - розраховано низку теплових і пружних властивостей (міжатомну відстань, ізобарну теплоємність, об'ємний модуль пружності тощо) у широкому інтервалі температур і тисків та проведено порівняння з наявними експериментальними даними. Виявлено, що за температури, яка перевищує температуру плавлення, зникає мінімум вільної енергії кристала за параметром квазіпружного зв'язку, що проявляється в аномальній поведінці деяких термодинамічних параметрів у разі наближення до точки плавлення. Запропоновано вакансійну модель плавлення твердих тіл, у якій плавлення пов'язується з фазовим переходом у системі вакансій, що ефективно взаємодіють через фотонну підсистему кристала, а також обчислено температури плавлення кристалів інертних газів.

  Скачати повний текст

Наведено результати дослідження, присвяченого вирішенню проблеми електромагнітного збудження звуку на частостах 200 - 600 Мгц в металі, напівпровідниковій гетероструктурі та магнітному діелектрику. Показано, що у вольфрамі за гелієвої температури за умов просторової та часової дисперсії виявлено ряд нових ефектів деформаційного механізму генерації звуку: збудження поперечних звукових мод різного типу, анізотропія деформаційного потенціалу, нелінійна генерація звуку подовжньої поляризації. У напівпровідникових SiGe/Si гетероструктурах виявлено ефект генерації звуку ВЧ - електричним полем і вивчено його особливості. Запропоновано модель генерації звуку, пов'язану з кулонівським механізмом взаємодії прострового неоднорідного розподілу ВЧ - поля і зарядів в гетероструктурі. У антиферомагнетику бараті заліза вперше виявлено та вивчено ефект акустичного двопроменезаломлювання та його тонку структуру. Запропоновано модель ефекту, пов'язану з наведеною одноосьовою базисною анізотропією. Встановлено вклад п'єзомагнетизму в магнітопружну енергію кристала, який пояснює ряд уперше виявлених ефектів: пом'якшення немагнітної пружної моди, ВЧ - магнітної генерації подовжнього звуку, магнітопольових резонансів подовжнього звуку і їх особливостей.

  Скачати повний текст

Теоретично розглянуто вплив випадкових структурних неоднорідностей на умови протікання та параметри низькотемпературного термічно активованого релаксаційного резонансу.

  Скачати повний текст

На підставі узагальнення результатів, одержаних за допомогою надійно апробованих методів механічних випробувань, систематизовано аномалії пластичної плинності та механічні ефекти, які є наслідком фазових перетворень і структурних перебудов, що тривають у даних матеріалах у разі зміни складу або під впливом зовнішніх факторів: температури, механічного напруження, магнітного поля. Запропоновано послідовну мікроскопічну інтерпретацію виявлених ефектів. Зроблено висновок, що найбільш сильний вплив на низькотемпературну пластичність вивчених кристалів спричиняють процеси упорядкування. Досліджено основні закономірності та механізми надпружної деформації у сплавах In - Pb, що характеризуються наявністю ближнього порядку типу кластеризації.

  Скачати повний текст

Уперше експериментально встановлено оптимальні температурно-швидкісні умови виявлення ефекту звичайної мікрозеренної та високотемпературної СНП зразками алюмінієвих сплавів, що деформуються (1201, 1420, 1421, 1423, 1450, Al - 4,1 мас. % Cu - 0,5 мас. % Zr (типу "супрал"), Al - 4,1 мас. % Mg - 0,5 мас. % Zr, Al - 1,0 мас. % Mg - 1,0 мас. % Cu - 0,6 мас. % Si - 0,3 мас. % Mn - 0,1 мас. % Zr (типу "авіаль") з конкретним структурним станом, деформованих на повітрі у режимі повзучості за сталого діючого напруження течії та високих гомологічних температур. Вперше визначено феноменологічні показники НПД зразків досліджених алюмінієвих сплавів з конкретним структурним станом, деформованих за оптимальних температурно-швидкісних умов.Експериментально доведено високу ефективність методу динамічної рекристалізації, який застосовується для формування ультрадрібнозернистої структури у зразках сплавів 1450, 1420, 1423, Al - 4,1 мас. % Mg - 0,5 мас. % Zr з вихідною нерівноважною крупнозернистою структурою. Уперше всебічно досліджено процеси пороутворення, розвитку пористості та руйнування у ході НПД зразків досліджених алюмінієвих сплавів. Встановлено механізми росту пор, з'ясовано суть впливу змін морфології пористості та кінетики її накопичення на локалізацію НПД, стабільність НП течії та механізми руйнування.Проаналізовано механізми НП течії зразків досліджених сплавів у разі звичайної та високотемпературної СНП. Досліджено ефект структурної надпластичності, механізми надпластичної деформації і особливості її локалізації, механізми росту пор, імовірні причини часткового плавлення зразків деяких з досліджених слпавів за умов високотемпературної структурної надпластичності, механізми формування і розвитку волокнистих утворень, механізми руйнування за умов надпластичної течії. Встановлено температурно-швидкісні умови деформування зразків ряду алюмінієвих сплавів з матричною структурою, дотримання яких дає можливість цілеспрямовано суттєво підвищувати їх пластичність завдяки переведення у надпластичний стан.

  Скачати повний текст

Запропоновано нові феноменологічні оберненопросторові підходи для опису деформаційних ефектів в системах зі складною кристалічною структурою. Побудовано атомістичний підхід щодо розрахунків деформаційної атомної взаємодії, а також пружних полів статичних зміщень атомів гратки в тонких плівках сплавів з різною симетрією й орієнтацією обмежувальних поверхонь та різними конфігураціями розподілу дефектів. Розроблено новий підхід щодо врахування оберненопросторової неаналітичності деформаційної атомної взаємодії в кластерному розкладанні конфігураційної енергії систем зі складною кристалічною граткою. Проведено детальний аналіз топологічних особливостей кутової залежності функцій. Запропоновано підходи, які можуть бути використані для першопринципного статистико-термодинамічного моделювання широкого класу сплавів заміщення та втілення зі складною кристалічною структурою, а також за дослідження низькорозмірних систем, обмежених вільними поверхнями.

  Скачати повний текст

Дисертаційна робота присвячена дослідженню впливу дисипативних дислокаційних процесів в вершині мікротріщини на стадії субкритичного росту на характеристики руйнування напівкрихких кристалів. Запропонована дислокаційна модель процесу динамічного руйнування, що враховує дисипацію пружної енергії в пластичній зоні вершини тріщини, термічно активований характер руху дислокацій та екрануючий вплив дислокаційної конфігурації на величину і просторову залежність поля вершини мікротріщини. Отримані дислокаційні критерії субкритичного росту мікротріщин та наведені оцінки параметрів дислокаційного ансамблю, що необхідні для гальмування та зупинки критичних мікротріщин в матриці металів з ОЦК- і ГЩУ- гратками. В рамках цього підходу отримані аналітичні вирази, що описують температурну залежність істинної руйнуючої напруги і ефективної поверхневої енергії. На основі уявлень про вирішальну роль дисипативних процесів в вершинах субкритичних мікротріщин запропонована принципова схема переходу кристалів в крихкий стан і одержані аналітичні вирази, що описують структурну чутливість температури нижнього порога холодноламкості.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена вивченню фізико-механічних процесів у твердих тілах з урахуванням енергетичних характеристик поверхневих шарів, розмірного фактора, радіаційних точкових дефектів. Розроблено варіант теорії, що описує зміну ефективної поверхневої енергії і її складових для електропровідних та діелектричних тіл, стан яких близький до границь текучості і міцності. Розв'язано проблему визначення зв'язків між термодинамічними параметрами і енергетичними характеристиками поверхневих шарів багатокомпонентних тіл, на які діють потоки частинок, нагрів, механічні навантаження. Встановлено, що об'єднання термодинамічної моделі з критеріальними співвідношеннями для границь міцності і текучості тіл в екстремальних умовах спрощує процедуру обгрунтування експериментальних даних. Здійснено промислове впровадження сформульованих рекомендацій для розробки технології відпалу термопар і лазерних трубок.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено вивченню впливу температури на мікромеханізми руйнування і механічну поведінку широкої гами металевих і керамічних матеріалів при їх переході із крихкого стану у пластичний. Проаналізовано вплив дислокаційної структури, стану меж поділу на зміну мікромеханізмів руйнування і тріщиностійкість. Встановлено, що зміна мікромеханізмів руйнування обумовлена енергетичною конкуренцією механізмів руйнування за відповідних умов навантаження. Знайдено феноменологічні вирази для опису впливу температури на тріщиностійкість матеріалів за дії окремих мікромеханізмів руйнування. Для зміни мікромеханізмів руйнування впродовж росту тріщини встановлено критерій, який пов'язує межу текучості з довжиною тріщини, яка передує відколові. Запропоновані механізми утворення тріщин відколу з релаксацією та пор в однофазному матеріалі. Встановлено, що вплив поруватості на тріщіностійкість сам залежить від мікромеханізму руйнування. Винайдено ефект збільшення тріщиностійкості завдяки поруватості при руйнуванні крихкого матеріалу відколом. Проаналізовано вплив поруватості на складові, які визначають тріщиностійкість матеріалу. Отримані в роботі результати є основою для подальшого розвитку фізики міцності ії пластичності та створення нових матеріалів з поліпшеними механічними властивостями.

  Скачати повний текст

На підставі розв'язання рівнянь теплопровідності (параболічного та гіперболічного типу) та термопружності (із урахуванням динамічних ефектів) за заданими крайовими умовами (лінійному підйомі температури середовища в умовах конвективного теплообміну з поверхнею за законом Ньютона, термоударі, випромінюванні) одержано розподіл температури та напружень у заготівках (та двошарових системах) циліндричної та прямокутної форми. Виявлено: на відміну від сталої теплопровідності, степенева залежність температуропровідності від температури якісно змінює розподіл температури та напружень. Визначено, що за повної інформації про механічні та теплофізичні властивості матеріалів, термостійкість дисків достатньо точно можна оцінювати розрахунковим шляхом. Метод осереднення функціональних поправок дає вірну величину напружень у кристалах, під час радіаційного нагріву. Термоудар викликає у твердих тілах динамічні напруження короткочасової дії. За кінцевої швидкості розповсюдження тепла ефекти суттєво зменшуються. Доведено, що у двошарових системах, під час різкої теплової дії, концентратором максимальних напружень є межа розділу шарів.

  Скачати повний текст

Розв'язано важливу проблему радіаційної фізики твердого тіла - встановлено закономірності та фізичні механізми впливу параметрів опромінення, механічних випробувань, вихідної структури та її еволюції на механічні властивості матеріалів з різним типом кристалічної структури, що деформуються у широкому інтервалі температур. Вперше встановлено зв'язок радіаційної крихкості з поведінкою термоактивованої та атермічної компонент напруги течії. Показано, що радіаційна крихкість переважно визначається поведінкою дальнодіючих пружних атермічних напружень. Встановлено, що опромінення не змінює механізмів, які контролюють швидкість пластичної деформації матеріалів з різним типом кристалічної структури. Запропоновано дислокаційну модель радіаційної крихкості, що враховує взаємодію дислокацій з границями зерен в опроміненому матеріалі, що деформується у широкому інтервалі температур.

  Скачати повний текст

Досліджено особливості структурного стану ряду алмазних полікристалічних матеріалів. Показано, що напружено-деформований стан композита алмаз-SiC визначається прикладеним тиском і різницею констант пружності його фаз. Він сприяє високим експлуатаційним властивостям матеріалу, оскільки SiC знаходиться в умовах всебічного стиску (~ 2,5 ГПа), а алмаз - в умовах всебічного розтягу (~ 0,5 ГПа). Визначено, що мікронапруження в алмазі можна характеризувати дисперсією псевдомакронапружень, а в SiC рівень мікронапружень визначається, в основному, його субструктурним станом. З використанням ультразвукових методів виміряно значення модуля Юнга в зразках матеріалу. Показано, що урахування структури матеріалу дає змогу підвищити точність прогнозування модуля пружності. Установлено, що закономірності змочування природного алмазу та композита алмаз-SiC металічними розплавами, які складають основу серійних припоїв, є подібними. З'ясовано, що наявність карбіду кремнію в матеріалі викликає незначне погіршання його змочування в порівнянні з монокристалами природного алмазу. Установлено основні закономірності структуроутворення такого матеріалу залежно від часу ізотермічної витримки та структурного стану первинних алмазних порошків.

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено дослідженням порогових акусто-оптичних явищ у кристалах та низькорозмірних напівпровідникових структурах при дії ультразвукового навантаження. Вперше спостерігалися порогові ефекти акустофотопровідності твердих тіл, індукованої ультразвуком емісії електронів з поверхні кристалів ZnS, сильного звуження забороненої зони напівпровідників під дією ультразвуку, сонолюмінесценції гранульованої речовини. Запропоновані нові оптико-акустичні методики ідентифікації точкових дефектів та дислокацій у кристалах, включаючи дефекти, локалізовані на границі поділу напівпровідникова підкладка/тонкий шар, розроблений новий метод вивчення ефектів пакування мікрочастинок шляхом реєстрації просторового розподілу інтенсивності сонолюмінесценції. Показана можливість керування кінетикою випромінювальної рекомбінації екситонів, зв'язаних у квантових ямах та екситонних комплексах. Спостережені ефекти та запроваджені нові методики дослідження є основою для їх практичного використання при дослідженнях якості границь поділу твердих тіл, керуванні динамікою фотозбуджених носіїв струму у напівпровідниках, динамічних процесів у гранульованих сумішах із застосуванням ультразвукового навантаження.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Розроблено теорію зонної структури та властивостей кристала, придатних йому за умов великих тисків. Розвинуто мікроскопічний підхід до розрахунку зв'язаних станів і повної енергії ізолятора на основі наближення Хартри - Фока у базисі атомних орбіталей, точно ортогоналізованих на різних вузлах кристала. Розвинуто кластерний розклад за групами атомів для розрахунку заповнених зон. Для розрахунку зон провідності модифіковано метод ортогоналізованих плоских хвиль шляхом використання блохівських функцій і енергій електронів заповнених зон. Без підгінних параметрів розраховано зонну структуру кристалічного неону в широкому інтервалі тиску. Оцінено характеристики викликаного тиском переходу ізолятор - метал.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Розроблено загальний підхід щодо прогнозування коефіцієнта тріщиностійкості та енергії руйнування матричних композитів з урахуванням геометрії фронту тріщини, зокрема можливості прогину фронту між місцями затримки, за допомогою якого показано, що як низькомодульні включення (які відіграють роль пор, затуляючи вістря тріщини), так і включення з вищим ніж у матриці модулем Юнга можуть зміцнювати матеріал. Встановлено, що оптимальний розмір низькомодульного включення (або пори) має бути меншим, а високомодульного - більшим за розмір зерна матриці.

  Скачати повний текст