Розглянуто розвиток взаємоузгоджених підходів до термодинамічного та кінетичного методів моделювання дифузійних процесів і процесів фазоутворення у потрійних системах і розроблено методи розрахунку ефективних кінетичних коефіцієнтів для двофазних дифузійних зон. За моделювання процесу взаємної дифузії з використанням взаємоузгодженої моделі розрахунку діаграми стану та дифузійної взаємодії в потрійній системі Ті - АІ - N показано, що розроблена модель ефективного середовища описує перколяційну поведінку двофазної зони у разі довільних значень об'ємних часток фаз. Показано, що за використання лігатур з високим вмістом алюмінію навколо частинки виникає окіл альфа-фази, який перешкоджає дифузійному перерозподілу ванадію та негативно впливає на процес гомогенізації, сприяє виникненню пор на межі між лігатурами та матрицею. Розв'язано задачу дифузії для потрійної системи Fе - Ni - Сr в конфігурації Т-зразка з використанням побудованої взаємоузгодженої моделі. Доведено, що додавання Nі до системи Ni - Cr спричинює досить значний вплив на швидкість дифузійної взаємодії атомів хрому та заліза. Розв'язано обернену задачу дифузії для потрійної системи Ni - Cu - Zn з використанням методик Матано-Больцмана та Даянанди.

  Скачати повний текст

На підставі результатів дослідження процесу сорбції - десорбції водню запропоновано методику наближеної оцінки коефіцієнту дифузії водню у порошкових гідридотвірних матеріалах, що дозволило вперше визначити D у порошкових сплавах системи Dd - Fe - B.

  Скачати повний текст

Досліджено дифузію в об'ємі, межах зерен та фаз інтерметалевих сполук перехідних металів на основі алюмінію. Розглянуто питання застосування комп'ютерного моделювання для встановлення діючих механізмів дифузії. Розроблено модель дифузії в нанокристалічному інтерметаліді з ієрархічною структурою та проаналізовано концентраційні профілі, одержані в кінетичних режимах. Встановлено прискорення дифузії в нанокристалічних матеріалах в процесі спікання молотих порошків окиснювання до атомного переносу вздовж нерелаксованих поверхонь агломератів нанозерон. Відзначено фундаментальну неоднорідність розподілу атомів домішки в сплавах після високотемпературних відпалів. Доведено існування фазового переходу в системі "мідь - вісмут" з особливою квазі-рідкою міжзеренною фазою з прискореними дифузійними властивостями.

  Скачати повний текст

Проведено комп'ютерне моделювання за методом Монте-Карло кінетики початкових стадій дифузійної взаємодії в бінарних системах. Під час моделювання процесу взаємної дифузії в системі, що припускає фазовий перехід другого роду, встановлено немонотонний режим еволюції повного об'єму впорядкованої області в зоні взаємного проникнення компонентів на ранній стадії. Це явище пояснено з використанням простої феноменологічної моделі, яка враховує скінченну швидкість релаксації параметра дальнього порядку в дифузійній зоні та залежність коефіцієнта дифузії від ступеня впорядкованості сплаву. Для системи, в якій може відбуватися фазовий перехід першого роду, встановлено існування кореляцій розмірів і форми малих рівноважних частинок впорядкованої фази за різних температур, що призводить до нового ефекту розмірної залежності поверхневого натягу для наночастинок нової фази. Під час моделювання реакційної дифузії в мультишарах у такій системі встановлено існування двостадійного росту нової впорядкованої фази. Підтверджено гіпотезу, що перша стадія відповідає зародкоутворенню на дифузійному контакті компонентів з наступним латеральним розростанням острівців нової фази, а друга - нормальному росту утвореного прошарку.

  Скачати повний текст

Запропоновано багатостадійну модель структурних та фазових перетворень у процесах реакційної дифузії в системах Ni - Si, Ti - Si за термічної обробки в інтервалі температур 773К - 1273К. Виявлено ефект "дифузійної перебудови" системи Ni - Ti - Si в систему Ti - Ni - Si за температури відпалу 723 К на основі порівняльного аналізу концентраційних розподілень компонентів. Встановлено, що особливу роль в дифузійному масопереносі компонентів за термічної обробки досліджених систем відіграє зовнішня поверхня: процеси, що розвиваються на зовнішній поверхні, термодинамічно обумовлюють масоперенос компонентів в об'ємі тонкоплівкової системи; зовнішня поверхня є стоковою для атомів титану, коли титан є проміжним шаром; коли на поверхні утворюється оксид титану, зовнішня поверхня відіграє роль дифузійного бар'єра для атомів речовини глибинних шарів. Запропоновано моделі дифузійного росту нових фаз: модель дифузії з реакцією в системі "підкладинка - шар скінченної товщини"; модель масопереносу у плоскошаровій системі "тверда фаза - рідка фаза - тверда фаза"; модель дифузійного росту включень нової фази різної геометричної форми в об'ємному середовищі, що є вичерпним джерелом дифузанту. Показано можливість практичного використання одержаних числовими методами розв'язків для моделювання та прогнозування дифузійного росту нових фаз.

  Скачати повний текст

Встановлено закономірності формування фазового складу, структури та властивостей квазікристалічних сплавів (КС) системи Al - Cu - Fe у процесі реакційної дифузії (РД) галію за нормальних умов та на підставі термобаричної та лазерної обробки (ТЛО). Встановлено, що масоперенос Ga в КС, що розвивається за типом РД за нормальних умов і під час термобаричної обробки, є багатостадійним процесом, який включає формування острівців кристалічної фази Al - Cu - Fe - Ga (х-фази) на поверхні розділу "сплав - Ga" за умов перебудови квазікристалічної і-фази, а також латеральне зростання кристалічної х-фази, нормальне зростання шару кристалічної х-фази, відновлення вихідної квазікристалічної і-фази у приповерхневих шарах сплаву в процесі ізотермічної витримки з формуванням остаточної трьохшарової структури сплаву. Показано принципову можливість керування структурою, фізико-механічними й електричними властивостями КС системи Al - Cu - Fe шляхом цілеспрямованої зміни структурних співвідношень квазікристалічних і кристалічних фаз у процесі виготовлення, термобаричної та лазерної обробок за умов різних режимів.

  Скачати повний текст