Методика визначення дифузійної та дрейфової складових аномального масоперенесення в металах за зовнішнього впливу

О. В. Філатов, Я. О. Павлюк, В. Ф. Мазанко, С. Є. Богданов, Д. С. Герцрікен, Є. І. Богданов, С. П. Ворона

Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна

Отримано: 11.09.2024; остаточний варіант - 22.10.2024. Завантажити: PDF

В рамках даного дослідження на основі експериментальних даних розроблено підхід для визначення параметрів процесу аномального масоперенесення у твердих тілах з використанням методу радіоактивних ізотопів за умов зовнішніх впливів. Даний підхід використано для визначення параметрів процесу масоперенесення у високоентропійних стопах (ВЕС) AlFeNiCoCuCr і криці S235 (аналог криці 3) після електроіскрового леґування та подальшого ударного оброблення. Як індикатор масоперенесення, використовували радіоактивний ізотоп ⁶⁰Co. За допомогою розробленої в даній роботі методики показано, що переважним механізмом масоперенесення в умовах електроіскрового леґування та механічного удару в S235 і ВЕС є спрямований рух атомів, що захоплюються рухомими дислокаціями. Розрахунком середнього та середньоквадратичного зміщень атомів визначено силу, що діє на кожен атом, і рухливість атомів ⁶⁰Co в S235 в умовах механічного ударного впливу. Показано також, що рівняння Айнштайна–Смолуховського можна використовувати для визначення рухливости атомів в умовах зовнішніх впливів і процесу аномального масоперенесення, якщо зробити заміну D_T на D_ef.

Ключові слова: аномальне масоперенесення, радіоактивний ізотоп ⁶⁰Co, рухливість атомів, зовнішній влив, високоентропійні стопи, криця S235.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v47/i01/0039.html

PACS: 05.40.Fb, 05.60.Cd, 66.30.-h, 68.35.Fx, 81.05.Bx, 81.70.Bt

ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА

J.-P. Bouchaud and A. Georges, Phys. Rep., 195, Iss. 4–5: 127 (1990).
R. Metzler and J. Klafter. Phys. Rep., 339, Iss. 1: 77 (2000).
L. N. Larikov, V. M. Fal’chenko, and V. F. Mazanko, Avtomaticheskaya Svarka, No. 5: 19 (1974) (in Russian).
L. N. Larikov, V. M. Fal’chenko, and V. F. Mazanko, DAN SSSR, 221, No. 5: 1073 (1975) (in Russian).
S. I. Sydorenko, O. V. Filatov, and S. M. Voloshko, Anomal’ne Masoperenesennya. Zakonomirnosti ta Mekhanizmy [Abnormal Mass Transfer. Laws and Mechanisms] (Kyiv: National Technical University of Ukraine ‘Kyiv Polytechnic Institute’: 2008) (in Ukrainian).
A. C. Quillen, Notes on the Central Limit Theorem, Random Walks and Diffusion (2021).
S. V. Divinski, A. Pokoev, N. Esakkiraja, and A. Paul, Diffusion Foundations, 17: 69 (2018).
Yu. F. Babikova, A. A. Gusakov, V. M. Minaev, and G. G. Ryabova, Analiticheskaya Avtoradiografiya [Analytical Autoradiography] (Moskva: Ehnergoatomizdat: 1985) (in Russian).
L. N. Larikov and V. I. Isaichev, Diffuziya v Metallakh i Splavakh [Diffusion in Metals and Alloys] (Kiev: Naukova Dumka: 1987) (in Russian).
P. V. Pavlov and A. F. Khokhlov, Fizika Tverdogo Tela [Solid State Physics] (Moskva: Vysshaya Shkola: 2000) (in Russian).
O. V. Filatov and O. M. Soldatenko, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 42, No. 1: 1 (2020).
D. A. Kropachyov, O. E. Pogorelov, and O. V. Filatov, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 35, No. 6: 793 (2013) (in Russian).
S. O. Firstov, T. G. Rogul, N. A. Krapivka, S. S. Ponomarev, V. N. Tkach, V. V. Kovyljaev, V. F. Gorban’, and M. V. Karpec, Deformatsiya i Razrushenie Materialov, No. 2: 9 (2013) (in Russian).
V. P. Bevz, V. F. Mazanko, A. V. Filatov, and S. P. Vorona, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 28, Spec. Iss.: 271 (2006).
A. Filatov, A. Pogorelov, D. Kropachev, and O. Dmitrichenko, Defect and Diffusion Forum, 363: 173 (2015).
I. N. Karnaukhov, A. E. Pogorelov, and M. S. Chernolevskii, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 28, No. 6: 743 (2007) (in Russian).
A. Kelly and G. W. Groves, Crystallography and Crystal Defects (London: Longman Group: 1970).
J. R. Manning, Diffusion Kinetics for Atoms in Crystals (D. Van Nostrand Company: 1968).
V. M. Mazanko, O. V. Filatov, and S. P. Vorona, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 17, No. 9: 74 (1995) (in Russian).
O. V. Filatov, Mezoskopichna Fizyka ta Modelyuvannya Materialiv [Mesoscopic Physics and Modelling of Materials] (Kyiv: National Technical University of Ukraine ‘Kyiv Polytechnic Institute’: 2015) (in Ukrainian).
V. I. Trefilov, V. F. Moiseev, and Ye. P. Pechkovskij, Deformatsionnoye Uprochnenie i Razrushenie Polikristallicheskikh Metallov [Strain Hardening and Fracture of Polycrystalline Metals] (Kiev: Naukova Dumka: 1987) (in Russian).
B. Gurrutxaga-Lerma, J. Verschueren, A. P. Sutton, and D. Dini, Int. Mater. Rev., 66, Iss. 4: 1 (2020).
J. Hirth and J. Lothe, Theory of Dislocations (Krieger Publishing Company: 1982).
V. M. Nadutov, P. Yu. Volosevich, A. V. Proshak, V. E. Panarin, and M. E. Svavil’nyy, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 39, No. 11: 1525 (2017) (in Russian).