ПР6. Дислокации несоответствия на границе раздела двух металлов

• Название: Дислокации несоответствия на границе раздела двух металлов
• Дата: 28.01.2023
• Размер: 148.55 Kb.
• Имя файла: ПР6.pdf
• Тип: Отчет; #908918

Отчёт по практическому заданию №6 «Дислокации несоответствия на границе раздела
двух металлов»
Выполнил:
Студент группы ТФ-91
Груздев К.С.
Цель работы: найти плотность дислокаций несоответствия на межфазных границах
Ni-Al, Cu-Au, Ni-γFe.
Порядок выполнения работы:
Работа выполняется с помощью программы Md2.
Закрыть все параллельные программы.
В основном меню нажать кнопку «Проект решетки». Выбрать одну из трех бинарных систем: Ni-Al, Ni-Fe или Cu-Au. Вариант сверхструктуры – 7 (АВ). Число атомных рядов по X – 70, по Y – 40.
Сохранить расчетную ячейку.
Вернутся в главное меню и нажать «Главное окно».
Загрузить сохраненную ранее расчетную ячейку (кнопка «Загр. ПР»).
Установить продолжительность 5 пс, граничные условия – «периодич. свободные». Шаг по времени – dt.
Нажать «Пуск». Дождаться завершения моделирования. После завершения рекомендуется охладить расчетную ячейку.
Нажать кнопку «Вид».
С помощью визуализатора «Атомные ряды» получить изображение дислокаций несоответствия на межфазной границе. Сделать скриншот для отчета.
По скриншоту определить среднее расстояние между дислокациями несоответствия на границе в ангстремах.
Сравнить полученное значение с теоретическим, рассчитанным по разнице параметров решеток обоих металлов.
;
𝑑 = (𝑛 + 1)
𝑎
1 2
𝑑 = 𝑛
𝑎
2 2
𝑛 − 1
(
)
𝑎
2 2
= 𝑛
𝑎
1 2
𝑛𝑎
2
− 𝑎
2
= 𝑛𝑎
1
𝑛 𝑎
2
− 𝑎
1
(
)
= 𝑎
2
;
𝑛 =
𝑎
2
𝑎
2
−𝑎
1
𝑎
2
> 𝑎
1

Выполнение работы:
В зависимости от структурных и химических особенностей сопрягающихся твердых тел,
от их геометрической формы и размеров, а также от внешних факторов (например, от температуры), межфазные границы могут быть когерентными, полукогерентными и некогерентными (рис. 1).
Рисунок 1 – Типы межфазных границ: а) когерентная граница; б) полукогерентная граница; в) некогерентная граница
В большинстве случаев границы двух кристаллических фаз имеют полукогерентное состояние, то есть их структуру можно описать в виде набора дислокаций несоответствия.
Плотность дислокаций несоответствия зависит не только от размерного несоответствия параметров решеток фаз, но и от взаимной ориентации контактирующих кристаллов.
Данная работа посвящена изучению дислокаций несоответствия и определению их плотности на трех разных границах раздела: Ni-Al, Cu-Au, Ni-γFe.
Длительность каждого эксперимента равна: t=5 пс.
Размеры расчетной ячейки 70х40.
Периодические свободные граничные условия.
Повторяя пункты 2-11 для каждой из трёх бинарных систем, построим соответствующие графики и сравним полученные результаты с теоретическими.
1) Ni-Al a
1
=3,6635 Å; a
2
=4,2257 Å.

Рисунок 2 – Изображение дислокаций несоответствия на межфазной границе Ni-Al
Определим расстояние между дислокациями несоответствия на границе:
Теоретическое: 𝑛 =
4,2257 4,2257−3,6635
= 7, 5164 Å
Экспериментальное: 𝑛 =
7+8+8+8+8+7+8 7
= 7, 7143 Å
2) Ni-γFe a
1
=3,6635 Å; a
2
= 3,9546 Å.
Рисунок 3 – Изображение дислокаций несоответствия на межфазной границе Ni-γFe
Определим расстояние между дислокациями несоответствия на границе:
Теоретическое: 𝑛 =
3,9546 3,9546−3,6635
= 13, 5850 Å
Экспериментальное: 𝑛 =
14+14+14+14 4
= 14 Å
3) Cu-Au a
1
= 3,7608 Å; a
2
= 4,202 Å.
Рисунок 4 – Изображение дислокаций несоответствия на межфазной границе Cu-Au
Определим расстояние между дислокациями несоответствия на границе:
Теоретическое: 𝑛 =
4,2020 4,2020−3,7608
= 9, 5240 Å

Экспериментальное: 𝑛 =
9+10+10+10+9+10 6
= 9, 6667 Å
Вывод:
В ходе практической работы был изучен принцип работы программы Md2. Был проведён эксперимент и дальнейшие вычисления на основании данных, полученных в ходе него. В большинстве случаев границы двух кристаллических фаз имеют полукогерентное состояние, то есть их структуру можно описать в виде набора дислокаций несоответствия. На межфазной границе формируются дислокации несоответствия вследствие несоответствия их параметров решёток. Для расчёта теоретического значения расстояния между дислокациями несоответствия на границе были взяты параметры решёток из программы Md2, а для расчёта экспериментального было взято среднее арифметическое от полученных по графику расстояний между дислокациями несоответствия. Среднее расстояние между дислокациями несоответствия очень близко к расчётному.