Курс «Границы зерен в наноматериалах» Лекция 5 б Миграция границ зерен
Миграция ГЗ. Определение v n Миграцией ГЗ называется движение границы вдоль нормали к поверхности зерна, что приводит к росту одного зерна за счет другого в результате перестройки решетки, без потоков вещества.
Движущие силы миграции ГЗ x S Z — свободная энергия кристалла S — площадь границы зерен x — пройденное мигрирующей ГЗ расстояние 1. Первичная рекристаллизация (снижение плотности дислокаций) V=Sx Z=ar. Gb 2 V a~1/2 r < 1015 м-2 P < 10 -4 G ~ 10 МПа P=r. Gb 2/2 b=3· 10 -10 м G~1011 Па
Движущие силы миграции 2. Сокращение площади границы (собственное натяжение) R d. R g ~ 1 Дж/м 2, R ~ 100 нм — 10 мкм P ~ 0. 1 — 1 МПа
Движущие силы миграции 3. Неравновесная концентрация вакансий Плотность энергии вакансий:
Подвижность ГЗ и ее температурная зависимость Qm — энергия активации миграции ГЗ Qm =(0. 2 -2. 8)QV Энергия активации миграции ГЗ зависит от геометрических параметров ГЗ, наличия примесей и от типа взаимодействия движущейся ГЗ с этими примесями. Сегрегация примесей существенно снижает подвижность ГЗ и приводит к увеличению энергии активации миграции. Поэтому добавление примесей, сегрегирующих на ГЗ, рассматривается как один из методов повышения термостабильности наноматериалов.
![Ориентационная зависимость подвижности ГЗ Qm Спец. ГЗ Зависимость энергии активации миграции границ наклона [001]](https://present5.com/presentation/3/-82479581_372790383.pdf-img/-82479581_372790383.pdf-7.jpg "Ориентационная зависимость подвижности ГЗ Qm Спец. ГЗ Зависимость энергии активации миграции границ наклона [001]")
Ориентационная зависимость подвижности ГЗ Qm Спец. ГЗ Зависимость энергии активации миграции границ наклона [001] от угла разориентировки в высокочистом свинце зонной очистки Зависимость подвижности границ наклона от разориентировки при разных степенях чистоты материала: 1 - низкая чистота, 2 - высокая чистота, 3 – сверхвысокая чистота, 4 – абсолютно чистый металл В абсолютно чистом металле специальные ГЗ менее подвижны, чем произвольные (высокая энергия активации) – кривая 4. При добавлении примесей они сегрегируют в первую очередь в произвольных ГЗ, имеющих более высокую энергию. Энергия активации миграции этих ГЗ возрастает, выравнивается с энергией активации миграции специальных ГЗ (кривая 3), при дальнейшем увеличении концентрации примесей превышает ее (кривая 2). При дальнейшем повышении концентрации примесей они сегрегируют и на специальных ГЗ, поэтому подвижности и энергии активации миграции снова выравниваются (кривая 1).
Миграция ГЗ путем движения ступенек Gleiter H. , 1969; Ханнанов Ш. Х. , 1984
Миграция ГЗ посредством движения ЗГД Скользящая ЗГД в границе наклона S=5 Скользяще-переползающая ЗГД в границе наклона S=5
Соотношение ЗГП-миграция ГЗ Ivanov V. A. , Mishin Y. PRB. 2008
Тасовочный механизм миграции ГЗ Миграция может происходить путем координированного или кооперированного смещения атомов, когда одновременно или последовательно друг за другом происходит перескок атомов из положений в одной решетке в положения в другой
Что читать о миграции ГЗ G. Gottstein, D. A. Molodov, L. S. Shvindlerman. Interface Science, 1998. V. 6, № 1. P. 7 -22. и другие публикации указанных авторов
Скачать презентацию Курс Границы зерен в наноматериалах Лекция 5 б
Границы зерен_Лекция 5_б_миграция ГЗ.ppt