Abstract

Volumetric defects in crystals worsen operational properties of structural materials; therefore, the problem of reducing discontinuities in solid is one of the most important in modern materials science. In the present work, the results of computer simulation are presented that demonstrate possibility of collapse of pores in a crystal in state of shear deformation under the influence of shock waves. Similar waves can occur in a solid under external high-intensity exposure. For example, in the zone of propagation of displacement cascade, there are regions in which occurs a mismatch between the thermalization times of atomic vibrations and the removal of heat from them. As a result of the expansion of such a region, a shock after cascade wave arises. The simulation was carried out based on molecular dynamics method using the potential calculated by means of mmersed atom method. As a bulk defect, we considered extended pores of cylindrical shape, which can be formed after passing of high-energy ions through a crystal, or, for example, when superheated closed fluid inclusions (mother liquor) reach the surface. The study has shown that such defects are the source of heterogeneous nucleation of dislocation loops, contributing to a decrease in the shear stresses in simulated structure. Dependences of the average dislocation density on the shear angle and temperature of the designed cell were established, and the loop growth rate was estimated. Generated shock waves create additional tangential stresses that contribute to the formation of dislocation loops; therefore, in this case, dislocations are observed even with a small shear strain. If during simulation the thermal effect increases, the pore collapses.

Highlights

  • Структурные несовершенства кристаллического строения тела (и в особенности объемные) играют важную роль в изменении его физико-механических свойств

  • Наиболее подходящим методом исследования для достижения поставленной цели является компьютерное моделирование

  • Для создания поры в расчетной ячейке выделяли область в виде цилиндра, ось которого располагалась перпендикулярно плоскости (111), после чего удаляли принадлежащие ей атомы

Read more

Summary

Материаловедение Material science

Моделирование процесса залечивания пор цилиндрической формы под воздействием ударных волн в кристалле, подвергнутом сдвиговой деформации. Возможно схлопывание пор в кристалле, пребывающем в состоянии сдвиговой деформации, под воздействием ударных волн. Подобные волны могут возникать в твердом теле при внешнем высокоинтенсивном воздействии. В результате расширения такой области возникает ударная послекаскадная волна. В качестве объемного дефекта рассмотрены протяженные поры цилиндрической формы, которые могут формироваться после прохождения через кристалл высоко­энергетических ионов или при выходе на поверхность перегретых замкнутых включений жидкости (маточного раст­ вора). Генерируемые ударные волны создают дополнительные касательные напряжения, способствующие образованию дислокационных петель, поэтому в таком случае наблюдаются дислокации даже при малой сдвиговой деформации. Для цитирования: Маркидонов А.В., Старостенков М.Д., Лубяной Д.А., Захаров П.В., Липунов В.Н. Моделирование процесса залечивания пор цилиндрической формы под воздействием ударных волн в кристалле, подвергнутом сдвиговой деформации // Известия вузов.

Original article
Методика исследования
Результаты исследования и их обсуждение
Список литературы References
Full Text
Published version (Free)

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call