Досліджується вплив зовнішнього шуму (флуктуації швидкості створення дефектів і радіаційного нагріву) на динаміку змінювання щільності дефектів та температуру опромінюваного кристала. Зміна з часом температури кристала і щільності дефектів в залежності від умов опромінення та властивостей опромінюваного кристала є або стаціонарним випадковим процесом, або подібним автоколиванням чи вінеровському процесу. Встановлено, шо регулярні автоколивання середньої щільності дефектів та температури чергуються періодами нерегулярного руху, котрий характеризується різкими стрибками та значним збільшенням дисперсії.

Досліджено вплив зовнішнього шуму - флюктуації швидкості створення дефектів і недосконалостей кристалічної гратки на утворення періодичних структур густини дефектів, між якими існує силова взаємодія. Швидкість створення дефектів та густина стоків вважались однорідними стаціонарними незалежними випадковими полями. Показано, що розподіл точкових дефектів може бути також стаціонарним випадковим полем. Визначено його середнє та кореляційні функції і умови, за яких воно втрачає стійкість по відношенню до стохастичного поля з просторово-періодичним середнім. Одержано оціночну формулу для періоду.

У рамках моделі ковзання - переповзання дислокацій теоретично з'ясовано злам температурної залежності швидкості повзучості металевого зразка, що опромінюється. Порівняно експериментальні й теоретичні дані. Високий рівень збігу дозволяє оцінити деякі параметри моделі.

Розглянуто флуктуації щільності дефектів з урахуванням їх силової взаємодії. Стохастичний розподіл дефектів зумовлено випадковим полем швидкості утворення зміщень. Враховано, що швидкість утворення дефектів вища в областях недосконалостей кристалічної гратки (поблизу дислокацій, включень, меж зерен). Визначено статистичні характеристики (середні і кореляційні функції) випадкового поля розподілу точкових дефектів у залежності від параметрів дефектоутворення, температури і властивостей опроміненого кристала.

Показана роль упругого взаимодействия точечных дефектов в концентрационном расслоении облучаемых сплавов и радиационно-стимулированной преципитации кислорода в кремнии, а также нелинейных взаимосвязей между точечными и протяженными дефектами в развитии радиационной пористости. Проанализированы нелинейные особенности ползучести облучаемых материалов, а также влияние флуктуации дефектов и случайной неоднородности облучаемых кристаллов на распределение взаимодействующих дефектов.

У межах моделі ковзання - переповзання дислокацій теоретично з'ясовано як розвивається повзучість навантажених металів під опроміненням залежно від умов опромінення, властивостей зразка та його початкового стану. Ковзна дислокація може захоплювати точкові дефекти та їх малі скупчення. Встановлено всі якісно різноманітні шляхи розвитку повзучості. Показано, що невстановлена повзучість, залежно від умов опромінення та початкового стану зразка, прямує до одного зі стаціонарних режимів. Для досліджуваної моделі можливе існування одного або трьох режимів стаціонарної повзучості. Визначено стаціонарні режими, їх стійкість, критерії появи. Знайдено можливі переходи меж ними та умови, за яких вони виникають. Установлено, як у цьому разі змінюється швидкість повзучості. Одержані дозволяють обмежити розвиток повзучості шляхом створення необхідної мікроструктури зразка (щільностей різноманітних стоків точкових дефектів).

Проведено численное моделирование неустановившейся ползучести облучаемых металлов в рамках механизма скольжения дислокаций, лимитированного их переползанием. Учтено, что скользящая дислокация способна захватывать точечные дефекты и их малые скопления. Исследовано влияние на переходную ползучесть условий облучения, свойств облучаемого образца и его исходного состояния.

У межах базових співвідношень термодинаміки теоретично розглянуто вплив радіаційного опромінювання на зміну термодинамічних властивостей конденсованих систем, які визначаються зміною ентропійної частини хімічних потенціалів їх компонентів. Це дозволило знайти зміну характеристик фазових переходів першого роду та умов співіснування різних фаз. Величина і знак змін визначаються властивостями речовини, що опромінюється, швидкостями генерації та релаксації радіаційних збуджень. Одержано радіаційно-індуковану зміну умов розчинності твердих тіл у рідині, яка є наслідком зміни ентропійної частини хімічних потенціалів.

Исследовано образование междоузельных комплексов в облучаемом металле, которые влияют на его упрочнение по барьерно-дислокационному механизму. Определено стационарное распределение комплексов "междоузельные атомы - атом примеси" по размерам (по количеству междоузельных атомов, связанных в комплексы). Получена упрощенная система уравнений для вакансий, междоузельных атомов и комплексов максимально возможного для данного металла размера. Найдены ее параметры и зависимость их от кинетических коэффициентов и условий облучения. Определены границы используемого приближения.

На основе системы нелинейных уравнений, описывающих радиационно-индуцированное изменение плотности дислокаций и концентрации точечных дефектов, исследована динамика развития ползучести материалов под облучением. Предположено, что плотность дислокаций увеличивается за счет активации источников Франка - Рида, размножения дислокаций на препятствиях недеформационного происхождения, уменьшается за счет выхода дислокаций на границы зерен и процесса иммобилизации дислокаций. Результаты исследования динамики ползучести материалов под облучением представлены в виде диаграммы состояний и фазовых портретов. Определены условия облучения и свойства материала, при которых происходит изменение числа и устойчивости стационарных режимов ползучести материалов под облучением.

Розглянуто вплив радіаційно-індукованої зміни властивостей зразка (густини дислокацій, енергії міграції точкових дефектів) і параметрів тепловідводу на автоколивання температури та концентрації дефектів. Зміна цих параметрів по-різному впливає на автоколивання. Наприклад, збільшення густини дислокацій або зниження тепловідводу викликає зменшення амплітуди автоколивань до їх зникнення. Період автоколивань у цьому випадку залишається незмінним. Зменшення енергії міграції вакансій забезпечує ріст як періоду автоколивань, так і їх амплітуди.

Представлены результаты моделирования перераспределения точечных дефектов скользящими дислокациями в напряженном облучаемом металле. Показано, что вследствие перераспределения точечных дефектов скользящими дислокациями формируется их неоднородное распределение. Оно зависит от размера микрокристалла, скорости генерации дефектов и дислокаций. Рассчитан поток дефектов на поверхность микрокристалла. Установлено, что его величина связана с распределением точечных дефектов внутри микрокристалла.

Предложен механизм перераспределения углерода скользящими дислокациями в кристалле карбида титана, который подвергается термическому и механическому воздействиям. Показано, что данный механизм приводит к обеднению кристалла углеродом, к неоднородному распределению углерода по объему кристалла. Рассчитаны динамика изменения пространственного распределения углерода, его поток на поверхность кристалла. Определены условия, при которых формируются пространственные структуры плотности углерода.

Теоретично досліджено роль нелінійних взаємозв'язків між елементами структури радіаційних ушкоджень кристала, що опромінюється, в її самоорганізації та вплив на цей процес флуктуацій швидкості створення зміщень і випадкового розподілу стоків точкових дефектів. Показано, що нелінійні взаємозв'язки визначають видгляд і параметри виникаючої структури або режиму: концентраційного розшарування сплавів, перерозподілу та неоднорідної преципітації кисню в кремнії, зламів температурної та дозової залежності швидкості повзучості зразка, що опромінюється, осциляцій швидкості його повзучості та розпухання. Знайдено параметри виникаючих структур, умови їх розвитку. Встановлено, що флуктуації умов опромінення найбільш яскраво виявляються в динамічному поводженні системи. Виявлено нові області нестійкості та динамічне поводження, що не має детерміністичного аналога. З'совано, що причиною цього є сильна нелінійна взаємодія флуктуацій, що супроводжується їх істотним наростанням.

Теоретически исследована динамика изменения размера капель жидкости в атмосфере собственных паров и буферного газа под облучением. Показано, что радиационное воздействие влияет на размер стабильной капли и на условия, при которых она может существовать. Вследствие радиационно-индуцированного образования кластеров динамика изменения размера капли становится более сложной: возможно немонотонное и осциллирующее изменение размера капли.

Індекс рубрикатора НБУВ: К209.1 + В378.27

Рубрики:

Вплив опромінювання на структуру і властивості металів і сплавів

Радіаційні ефекти в металах

Шифр НБУВ: Ж14161 Пошук видання у каталогах НБУВ 

В рамках модели скольжения дислокаций, лимитированного их переползанием, исследовано изменение концентрации точечных дефектов и плотности дислокаций в материалах под облучением. Учтено, что при скольжении дислокации генерируются вакансии. Показано, что возможно существование нескольких установившихся режимов (от одного до трех в зависимости от условий облучения). Исследована их устойчивость, построена диаграмма состояний и соответствующие фазовые портреты.

В рамках механизма "скольжения - переползания" дислокаций изучено влияние генерации вакансий скользящими дислокациями на изменение концентрации точечных дефектов в облучаемом материале. Получены стационарные распределения для концентраций междоузельных атомов и вакансий, исследована их устойчивость, построены фазовые портреты для изменения концентрации точечных дефектов. Найдено установившееся значение скорости ползучести и изменение скорости ползучести в нестационарном режиме.

Смоделировано образование деструктированного слоя металла под действием облучения высокоэнергетическими ионами. Получена и исследована зависимость эффективной площади поверхности, облученной потоком высокоэнергетических заряженных частиц, от дозы облучения, геометрии и размера треков (вида и энергии частиц облучения).

Теоретически исследовано образование кластеров точечных дефектов при каскадообразующем облучении. Получено стационарное распределение кластеров по размерам, его зависимость от параметров задачи. Предложена упрощенная система кинетических уравнений для описания образования кластеров в квазистационарном приближении. Получены зависимости концентраций точечных дефектов и их кластеров от времени для исходной и упрощенной систем, проведен их сравнительный анализ.