Региональный №1(65)2015 гуманит indd Тіркеу нөмірі 204-ж
жүктеу/скачать 14,99 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Региональный вестник Востока
- Шығыстың аймақтық хабаршысы
- Ключевые слова: хаос
ӘдеБИеТТеР ТіЗіМі 1. Голубев В.П. Решение сложных и нестандартных задач по математике / В.П. Го- лубев. – М.: ИлеКСА, 2007. – 252 с. 2. Супрун В.П. Избранные задачи повышенной сложности по математике / В.П. Су- прун. – Минск.: Полымя, 1998. – 108 с. 3. Черкасов О.Ю. Математика / О.Ю. Черкасов [и др.]. – М.: МГУ, 1994. – 254 с. ТеХНИКА, ТеХНОлОГИЯ ЖӘНе ФИЗИКАлыҚ-МАТеМАТИКАлыҚ ҒылыМдАР 63 Региональный вестник Востока
Выпускается ежеквартально 4. егерев В.К. 4х100 задач / В.К. егерев [и др.]. – М.: Linka-Press, 1993. – 262 c. REFERENCES 1. Golubev v.P., Reshenie slozhnyh i nestandartnyh zadach po matematike. ILEKSA,
2. Suprun v.P., Izbrannye zadachi povyshennoj slozhnosti po matematike. Minsk, Polymja, 1998, 108 (in Russ). 3. Cherkasov O.Ju. i dr., Matematika, MGU, 1994, 254 (in Russ). 4. Egerev v.K. i dr., 4h100 zadach. Linka Press, 1993, 262 (in Russ). УдК 620.22 л.и. КвеГлиС, Б.К. АХметЖАНОв, А.Х. ЧеРиХАНОвА Восточно-Казахстанский государственный университет имени С. Аманжолова, г. Усть-Каменогорск, Казахстан ВлИЯНИе ИНТеНСИВНОй ПлАСТИЧеСКОй деФОРМАЦИИ НА СТРУКТУРУ СПлАВА 36НХТЮ Рассмотрены особенности структурно-фазовых превращений при термообработке и пластической деформации образцов сплава 36НХТЮ. Показано, что при интенсивной пластической деформации напряжение в зонах локализации деформации происходит образование солитонов кривизны на разных масштабных уровнях. Это приводит к само- организации структурно-фазовых неоднородностей, образованию новых линзовидных кристаллов и формированию пористости.
потенциал Гиббса, структурная самоорганизация. 36НХТЮ ҚОРыТПАСыНың ҚҰРылыМыНА ҚАРҚыНды ПлАСТИКАлыҚ деФОРМАЦИЯ ӘСеРі 36НХТЮ қорытпасы үлгілерін термиялық өңдеу және пластикалық деформация- лау кезіндегі құрылым-фазалық ауысулардың ерекшеліктері қарастырылған. Қарқынды пластикалық деформация кернеуі кезінде деформация оқшауланған аймақтарда әртүрлі масштабты деңгейлерде қисықтық солитондар пайда болатыны көрсетілген. Бұл құрылым-фазалық біртексіздіктердің өзара ұйымдасына, жаңа линза тәрізді кристалдардың түзілуіне және кеуектіліктің қалыптасуына әкеледі. түйін сөздер: қорытпа, қарқынды пластикалық деформация, микросызықтар, Гиббс потенциалы, құрылымдық өзара ұйымдасу. iNFLUENCE OF iNTENSivE PLASTiC DEFORMATiON ON STRUCTURE OF ALLOy OF 36НХТЮ The features of structural phase transformations are considered at heat treatment and flowage of standards of alloy of 36НХТЮ. it is shown that during an intensive flowage ten- sion in the zones of localization of deformation takes place formation of curvature soliton on different scale levels. it results in selforganization structural phase to heterogeneity, formation л.И. КВеГлИС, Б.К. АХМеТЖАНОВ, А.Х. ЧеРИХАНОВА. 1 (65) 2015. С. 63-70 iSSN 1683-1667 64 Тоқсанына бір рет шығарылады
Шығыстың аймақтық хабаршысы of new lentiform crystals and forming of porosity. Keywords: alloy, intensive plastic deformation, mirsocracks, potential of Gibbs, struc- tural selforganization. Согласно теории [1], для зарождения и движения деформационных дефек- тов необходимо выполнение трех условий: – наличие зон локальных растягивающих нормальных напряжений, созда- ющих увеличенный молярный объем, в котором может происходить локальная структурная трансформация; – действие в этих зонах моментных напряжений, которые создают локаль- ную кривизну, и возникновение в зоне кривизны сильно возбужденного неравно- весного состояния материала; – возникновение в зоне кривизны новых разрешенных структурных состо- яний типа ближнего порядка смещений, имеющих собственную полосу энерге- тических состояний в электронно-энергетическом спектре. При выполнении этих условий сильно возбужденные атомы в зоне локаль- ной кривизны переходят из основных узлов кристаллической решетки в новые разрешенные структурные состояния, образуя ядро деформационного дефекта. Это понижает термодинамический потенциал Гиббса в зоне кривизны. Поэтому любой деформационный дефект, будучи неравновесным, является метастабиль- ным, имея свой локальный минимум на кривой зависимости термодинамическо- го потенциала Гиббса от молярного объема F(υ). Рисунок 1 – Зависимость термодинамического потенциала Гиббса F(υ) от молярного объема υ с учетом локальных зон гидростатического растяжения различного масшта- ба, в которых возникают дефектные структуры. Области различных состояний: А – ги- дростатическое сжатие, В – мезоструктуры различных масштабов, В 1 – наноразмерные структуры, С – наноразмерные структуры, D – возникновение пористости и разрушения [1] ТеХНИКА, ТеХНОлОГИЯ И ФИЗИКО-МАТеМАТИЧеСКИе НАУКИ 65 Региональный вестник Востока
Выпускается ежеквартально Представленная на рисунке энергетическая диаграмма может быть ис- пользована для объяснения причин изменения структуры, структур твердых тел, подвергнутых пластической деофрмации, а также обосновать механизмы структурно-фазовых превращений. Это необходимо для осуществления управ- ления свойствами материала путем изменения его структурно-фазового состоя- ния.
Целью в данной работе является изучение влияния интенсивной пластиче- ской деформации на структуру сплава 36НХТЮ. В качестве материалов исследования был выбран аустенитный дисперсионно-твердеющий сплав промышленного изготовления 36НХТЮ сле- дующего химического состава: Ni – 35-37%, Cr – 11,5-13,5%, Mn – 0,8-1,2% Ti – 2,7-3,2%, Al – 0,9-1,2%, C – 0,025-5%, S – 0,02%, P – 0,02%, Cu – 0,07%, Si – 0,3-0,7% остальное железо. Выбор материала исследования обоснован тем, что сплав 36НХТЮ широко используется в прецизионном приборостроении для из- готовления мембран, пружин, сильфонов, упругих деталей электровакуумных приборов и других ответственных элементов приборов [2]. В сплаве 36НХТЮ в состоянии поставки в сложных сочетаниях присут- ствуют различные дефекты кристаллического строения – скопления вакансий и дислокаций области повышенных остаточных напряжений и микротрещин, ми- кропоры и раковины. Все эти структурные несовершенства по-разному влияют на технологию изготовления сильфонов, их эксплуатацию и всегда вызывают беспокойство в связи с их способностью индицировать преждевременное раз- рушение изделия на стадии изготовления или эксплуатации. В процессе изготовления сильфонов осуществляется холодная пластиче- ская деформация путем глубокой вытяжки или раскатки для получения заданной толщины стенки в пределах 0,08-0,25 мм. Как правило, эти операции произво- дятся за четыре – десять проходов и между каждой из технологических опера- ций изготовления трубок-заготовок осуществляется термическая или химиче- ская обработки. Одним из резервов производительности процессов при раскатке трубок-заготовок может явиться увеличение степени деформации за один цикл обработки. Однако при этом необходимо определить предельно степень дефор- мации материала за один цикл обработки. Такая степень деформации зависит не только от природы материала, но и от многих технологических факторов таких, как скорость деформации, качества поверхности, мощности и стойкости шари- кового инструмента и т.д. л.И. КВеГлИС, Б.К. АХМеТЖАНОВ, А.Х. ЧеРИХАНОВА. 1 (65) 2015. С. 63-70 iSSN 1683-1667
66 Тоқсанына бір рет шығарылады
Шығыстың аймақтық хабаршысы
а б
в г Рисунок 2 – Структурные повреждения трубок-заготовок при раскатке: а) структура сплава 36НХТЮ после печной термообработки со скоростью 0,5°с/с, температура от- жига под закалку 990° - 5 мин, х360; б) закалочные трещины ВЭМ, х4000; в-г) структур- ная самоорганизация, сформированная в результате создания внутренних напряжений при термообработке При печном нагреве под закалку происходит сильное окалино-образование, из-за возможного перепада температур в садке и неточности температурного контроля иногда возникает резко выраженная структурная неоднородность ма- териала (частичное оплавление границ зерен, крупное зерно, разнозернистость и другие дефекты), а при закалке в воде возникают большие внутренние напряже- ния, вызывающие появление закалочных трещин. С увеличением температуры нагрева под закалку возрастает степень однородности твердого раствора как по концентрации легирующих элементов, так и по уменьшению дефектов кристал- лического строения. Однако чрезмерное увеличение температуры приводит к пережогу материала, т.е. оплавлению границ зерен и проникновению компонен- тов атмосферы печи по оплавленным участкам вглубь материала с образованием ТеХНИКА, ТеХНОлОГИЯ И ФИЗИКО-МАТеМАТИЧеСКИе НАУКИ 67 Региональный вестник Востока
Выпускается ежеквартально газовых пузырей, что является причиной охрупчивания сплава (рисунок 2 б). На данном рисунке хорошо видны искривленные кристаллы, а также экстинкцион- ные контуры, свидетельствующие о значительном искривлении и внутреннем изгибе кристаллической решетки. На рисунках 2 в и г зарегистрированы детали процессов структурной самоорганизации. Эти процессы могут происходить в условиях градиента температуры, концентрации и напряжений, а структуры на- зывают градиентными структурами. Упорядоченность в расположении отдель- ных деталей структуры обусловлена стремлением системы максимально пони- зить энергию Гиббса за счет симметричной ориентации отдельных зерен. Рисунок 3 – Иннигиляция дислокаций на фронте реакции прерывистого выделения γ′- фазы обработка по режиму: ε=50% + 700°С, 15 мин (х21500) Формирование ультрамелкозернистой структуры по предлагаемому спосо- бу механико-термической обработки (МТО) существенно отличается от скорост- ной электротермической обработки (СЭТО) как характером, так и природой про- текающих явлений. если при СЭТО рекристаллизация идет в деформированном материале в интервале температур однофазного состояния сплава, при этом ко- нечный размер зерна определяется в основном скоростью нагрева, то в предло- женном способе МТО процессы рекристаллизации и распада твердого раствора совмещении и протекают одновременно в интервале температур прерывистого выделения γ′-фазы. В процессе комбинированной реакции рекристаллизации и распада перенасыщенного твердого раствора формируется мелкоячеистая струк- тура. В деформированной матрице в начальной стадии отжига возникает боль- шое число зародышей рекристаллизации с подвижными высокоугловыми грани- цами, от которых начинается реакция прерывистого выделения, которая кине- тически более выгодна (при сравнительно низких температурах старения), чем непрерывное выделение γ′-фазы. Поэтому после столкновения растущих ячеек формируется ультрадисперсная структура с размером ячеек от 0,1 до 1 мкм. Раз- л.И. КВеГлИС, Б.К. АХМеТЖАНОВ, А.Х. ЧеРИХАНОВА. 1 (65) 2015. С. 63-70 iSSN 1683-1667
68 Тоқсанына бір рет шығарылады
Шығыстың аймақтық хабаршысы мер ячеек можно регулировать как степенью деформации, так и температурой предварительного старения. Следует отметить, что в отличие от СЭТО в процес- се комбинированной реакции наклеп полностью снимается, поскольку на фрон- те реакции прерывистого распада происходит аннигиляция дислокаций (рисунок 3), внесенных предшествующей деформацией. На рисунке 3 видны изгибные контуры как результаты внутреннего искрив- ления кристаллической решетки. Кроме того, искривленный линзовидный кри- сталл организовался в процессе реакции прерывистого распада. Ось кристалла показана на рисунке 3.
а
Рисунок 4 – Структура сплава 36НХТЮ после печной термообработки со скоростью 0,5°с/с, температура отжига под закалку 990° - 5 мин: а) пересечение двойников отжига с экстинкционными контурами, х15000; б) микроструктура поверхности деформиро- ванной стали и титана [3] Структура материала после печной обработки со скоростью 0,5°с/с пред- ставляет собой полиэдрическую сетку зерен (рисунок 2 а) в которой рекристал- лизованные зерна распределены весьма неравномерно. В условиях медленного нагрева процесс рекристаллизации происходит с разной скоростью. В структуре имеются участки, где отдельные зерна уже на ранних стадиях отжига достигли 10-20 мкм и участки нерекристаллизованного материала. К моменту заверше- ния рекристаллизации обработки при температуре отжига 990°С в течение 5 мин формируется разнозернистая структура со средним размером зерна 15-20 мкм. Особенностью структуры является наличие большого количества двойников от- жига, при этом границы двойников большей частью являются прямыми и устой- чивыми (рисунок 4 а) в результате формируется шахматная структура, которая говорится в работе В.е. Панина (рисунок 4 б). Такая структура ярко иллюстриру- ТеХНИКА, ТеХНОлОГИЯ И ФИЗИКО-МАТеМАТИЧеСКИе НАУКИ
69 Региональный вестник Востока
Выпускается ежеквартально ет процесс структурной самоорганизации при пластической деформации. Механизм повреждения сплава 36НХТЮ при раскатке включает несколько последовательных стадий пластического деформирования. На последней стадии пластическая деформация приводит к образованию пористости и разрушению (см. рисунок 5). Аналогичное возникновение пористости и разрушения, теоре- тически предсказано и представлено на рисунке 1 (область D). Наиболее часто образование микротрещин при пластической деформации происходит на границах и стыках зерен, поскольку отдельные зерна в поликри- сталлах могут быть ориентированы неблагоприятным образом для протекания пластической деформации. Рисунок 5 – Внутренние микротрещины РЭМ, х9500 Производительность при раскатке трубок-заготовок может быть дополни- тельно повышена за счет применения форсированных режимов, при которых об- разование внутренних микротрещин при интенсивной деформации еще не явля- ется препятствием для дальнейшего использования трубок-заготовок, поскольку эти дефекты будут залечены при дальнейшей термической обработке. Проведенные исследования по влиянию степени деформации на структур- ную повреждаемость сплава 36НХТЮ при раскатке показали, что предельная степень деформации составляет 60-65% и зависит от скорости и дробности де- формации. Таким образом, на основе проведенных экспериментальных исследований можно сделать следующие выводы: 1. Проведено исследование влияния интенсивной пластической деформа- ции на структуру сплава 36НХТЮ. 2. Обнаружен эффект самоорганизации структуры, формирование упоря- л.И. КВеГлИС, Б.К. АХМеТЖАНОВ, А.Х. ЧеРИХАНОВА. 1 (65) 2015. С. 63-70 iSSN 1683-1667
70 Тоқсанына бір рет шығарылады
Шығыстың аймақтық хабаршысы доченных структур. 3. Результаты экспериментов объясняются с позиции теории е.В. Панина о зависимости термодинамического потенциала Гиббса от молярного объема при пластической деформации. СПИСОК лИТеРАТУРы 1. Панин В.е., егорушкин В.е. // Физическая мезомеханика. – 2013. – Т. 16. – №3. – С. 7-26. 2. Суховаров В.Ф. О процессе прерывистого выделения γ′-фазы / В.Ф. Суховаров, Р.д. Строкатов // Физика металлов и металловедение. 1975. – Т. 40. – №2. – С. 348-353. 3. Панин В.е. Поверхностные слои нагруженных твердых тел как мезоскопиче- ский структурный уровень деформации / В.е. Панин // Физическая мезомеханика, 2001. – Т. 4. – №3. REFERENCES 1. Panin v.E., Egorushkin v.E., Fizicheskaja mezomehanika. 2013, T. 16, 3, 7-26 (in
2. Suhovarov v.F., O processe preryvistogo vydelenija γ′-fazy. v.F. Suhovarov, R.D. Strokatov. Fizika metallov i metallovedenie. 1975, T. 40, 2, 348-353 (in Russ). 3. Panin v.E., Poverhnostnye sloi nagruzhennyh tverdyh tel kak mezoskopicheskij struk- turnyj uroven’ deformacii. Fizicheskaja mezomehanika, 2004, 4, 3 (in Russ). УдК 66.017 л.и. КвеГлиС 1 , Г.С. БеКтАСОвА 1 , Р.е. САКеНОвА 1 , Ф.м. НОСКОв 2 1 Восточно-Казахстанский государственный университет имени С. Аманжолова, г. Усть-Каменогорск, Казахстан 2 Сибирский Федеральный университет, г. Красноярск, Россия ЯВлеНИе САМООРГАНИЗАЦИИ ПРИ ПлАСТИЧеСКОй деФОРМАЦИИ СТАлИ 110Г13л Работа посвящена исследованию процессов структурной самоорганизации при пластической деформации стали 110Г13л, в результате которой происходит самоупроч- нение стали.
110Г13л БОлАТыНың ПлАСТИКАлыҚ деФОРМАЦИЯлАНУ КеЗіНдеГі ӨЗдіГіНеН РеТТелУ КӨРіНіСі Бұл жұмыс, нәтижесінде болаттың өздігінен реттелуі болатын 110Г13л болаты- ның пластикалық деформация барысындағы құрылымдық ұйымдастырылу үрдісін зерттеуге арналған. түйін сөздер: хаос, квазикристалл, энтропия, қуат спекторы. ТеХНИКА, ТеХНОлОГИЯ И ФИЗИКО-МАТеМАТИЧеСКИе НАУКИ 71 Региональный вестник Востока
Выпускается ежеквартально THE SELFORGANiZATiON PHENOMENON AT PLASTiC DEFORMATiON OF STEEL 110G13L Work is devoted to research of processes of structural self-organization at plastic deformation of steel 110G13L as a result of which there is a steel self-hardening. Keywords: chaos, quasicrystal, entropy, specters of power. Задача работы выявить особенности процесса структурной самоорганиза- ции с помощью обработки разномасштабных изображений, полученных от пластически деформированных образцов стали 110Г13л. Методика выполнения работы изложена в известной книге Берже [1] и ее основные положения излагаются ниже. Согласно теореме Винера-Хинчина автокорреляционную функцию сигна- ла X
i определяют как m j n i i x x n + = ∑ = 1 1 ψ единица времени равна ∆t, поэтому ) (
m m ∆ = ψ ψ Физически эта функция есть среднее произведение значений сигнала в данный момент времени и в более поздний момент времени m∆t. Так как ряд х i периодичен по n, автокорреляционная функция также обладает периодичностью: n m m + + = ψ ψ Применяя обратное преобразование Фурье, получают следующее выраже- ние:
. ) ) ( 2 exp 1 / ^ 1 1 ^ 2 / / + + = ∑∑ = = k m j n i x x n k n k i n k k m π ψ . 2 cos 1 2 1 ^ = ∑ = n k m x n n k x m π ψ Это означает, что с точностью до коэффициента пропорциональности авто- корреляционная функция просто совпадает с преобразованием Фурье величины | .
| 2 . Затем получают обратное соотношение между [х к 2 ]
и Ψ m . Пусть S k – функция, определяемая формулой . 2
1 = ∑ = n k m S n m m k π ψ л.И. КВеГлИС, Г.С. БеКТАСОВА, Р.е. САКеНОВА, Ф.М. НОСКОВ. 1 (65) 2015. С. 70-79
iSSN 1683-1667 72 Тоқсанына бір рет шығарылады
Шығыстың аймақтық хабаршысы Подставляя в это определение вычисленное выражение для Ψ m получают = ∑ ∑ = =
k m n k m n x S n m n i i k π π 2 cos
2 cos
1 1 2 1 ^
Используя равенство − + = n p m i n p m i n p m cps π π π 2 exp 2 exp
2 1 2 Преобразуют сумму по т в отрезок геометрической прогрессии длиной в n членов. Суммируя прогрессию, приходят к формуле [ ] , 4 1 2 cos
2 cos
1 1
l k n l k n l k n l k n m n l m n k m n + − − − − + = + + + = ∑ σ σ σ σ π π
Комбинируя этот результат с соотношением симметрии 2 2 l- n Λ Λ = i x õ , полу-
чают, = = ∑ =
k m x S n m m k k π ψ 2 cos
1 2 ^ Это и есть обратное соотношение, которое требовалось найти. Авторы пола- гают, что полученное соотношение есть одна из форм теоремы Винера-Хинчина, утверждающей, что функция [х n 2
пропорциональна преобразованию Фурье ав- токорреляционной функции Ψ m сигнала. График величины [х к 2 ] как функции ча- стоты (f = k∆f) называется спектром мощности. , 2 ^ 2 ^ k n k x x − = Эта теорема была доказана Н. Винером после работы дж. Тейлора, который аналогичным образом измерял величину; аналогичную [х к 2
сигналу (изменению сопротивления анемометра с нагреваемой проволокой). В физике довольно часто наблюдается потеря информации о фазе, например при дифракции электронов и при столкновении элементарных частиц высокой энергии. Информация, содержавшаяся в фазе, связана со средней обратимостью сигнала. Авторы обращают внимание на то, что в таких функциях, как [х к 2 ] и Ψ m , не изменяющихся при обращении порядка индексов переменной х j , (они имеют одни и те же значения, когда временной ряд рассматривается в порядке 1, 2, ..., n и когда он рассматривается в обратном порядке n, ... ..., 2, 1), эта информация не может сохраняться, с другой стороны, это неверно для корреляционной функции ТеХНИКА, ТеХНОлОГИЯ И ФИЗИКО-МАТеМАТИЧеСКИе НАУКИ 73 Региональный вестник Востока
Выпускается ежеквартально Ф m
) ( 1 2 1 2 i m i m i n i i m x x x x n + + = − = ∑ φ и изменяющей знак при рассмотрении временного ряда в обратном порядке. Авторы показывают путь выхода из этой трудности. Одним из следствий теоремы Винера-Хинчина является возможность определения спектра мощно- сти. Традиционное название «спектр мощности» установилось по аналогии со случаем, когда ордината означает мощность, т.е. количество энергии в единицу времени. если рассмотреть сигнал x(t), возникающий при приеме волн (электромаг- нитных, звуковых и т.д.) антенной, то если детектор линеен и не вносит иска- жений в рассматриваемой полосе частот, то измеряемая им величина пропор- циональна изменениям электрического поля или давления вблизи антенны. Из теории волн известно, что мощность, переносимая волной, пропорциональна квадрату амплитуд волны (так же, как энергия гармонического осциллятора про- порциональна квадрату амплитуды его колебаний), усредненной по времени. Авторы обращаются к формуле Парсеваля-Планшереля, которая позволя- ет заменить среднее по времени средним по частоте. Это оправдывает название «спектр мощности», которое авторы вводят. Величина шага f=l/(n∆t) по оси аб- сцисс соответствует спектральному разрешению. Чтобы повысить разрешение, следует увеличить произведение n∆t. Наибольшая частота спектра равна f макс
= 1/∆t. Чтобы расширить исследуемый диапазон частот, следует уменьшить ∆t. В силу соотношения. 2 ^ 2 ^
n x x − = Спектр состоит из последовательности «шагов» шириной ∆f, как показано на рисунке 1. На практике часто просто проводят отрезки вертикальных линий высотой [х к 2 ] через точки с абсциссами f=k∆f. Следующим шагом у авторов явилось рассмотрение динамической систе- мы в стационарном состоянии, например ламинарное течение вязкой жидкости. Авторы утверждают, что при некоторых условиях спектр мощности динамиче- ской системы будет эволюционировать как функция управляющего параметра следующим образом: спектр мощности будет содержать сначала одну частоту (f 1
2 и f
3 ) и иногда три частоты (f 1, f
f 3 ). Как только в спек- тре появляется третья частота, возникает характерная для хаоса широкополос- ная шумовая компонента (рисунок 2). Третья частота может обнаруживаться (а может и не обнаруживаться) в спектре перед тем, как идентифицируется хаос. л.И. КВеГлИС, Г.С. БеКТАСОВА, Р.е. САКеНОВА, Ф.М. НОСКОВ. 1 (65) 2015. С. 70-79
iSSN 1683-1667 74 Тоқсанына бір рет шығарылады
Шығыстың аймақтық хабаршысы Нельзя не подчеркнуть еще раз принципиальное различие между механизмом [2] и механизмом ландау: вместо бесконечно большого числа частот достаточно трех частот. Это говорит о том, что система с небольшим числом степеней сво- боды может порождать хаотический режим [3]. Рисунок 1 – Периодические функции и их спектры Фурье Рисунок 2 – Схема эволюции спектра мощности согласно теории Рюэля-Такенса Авторы утверждают, что когда в спектре мощности появляются 2 частоты, динамический режим может порождать квазикристаллическую структуру. если частота одна, то это может соответствовать появлению монокристаллического состояния. Квазикристаллы наблюдались впервые данoм Шехтманом в экспериментах по дифракции электронов на быстро охлаждённом сплаве Al 6 Mn, проведенных 8 ТеХНИКА, ТеХНОлОГИЯ И ФИЗИКО-МАТеМАТИЧеСКИе НАУКИ 75 Региональный вестник Востока
Выпускается ежеквартально апреля 1982 года. Существует две гипотезы о том, почему квазикристаллы явля- ются (мета-) стабильными фазами. Согласно одной гипотезе, стабильность вы- звана тем, что внутренняя энергия квазикристаллов минимальна по сравнению с другими фазами, как следствие, квазикристаллы должны быть стабильны и при температуре абсолютного нуля. При этом подходе имеет смысл говорить об определённых положениях атомов в идеальной квазикристаллической структу- ре, то есть мы имеем дело с детерминистическим квазикристаллом. другая гипо- теза предполагает определяющим вклад энтропии в стабильность. Энтропийно стабилизированные квазикристаллы при низких температурах принципиально нестабильны. Сейчас нет оснований считать, что реальные квазикристаллы ста- билизируются исключительно за счёт энтропии. детерминистическое описание структуры квазикристаллов требует указать положение каждого атома, при этом соответствующая модель структуры должна воспроизводить экспериментально наблюдаемую картину дифракции. Общепри- нятый способ описания таких структур использует тот факт, что точечная сим- метрия, запрещённая для кристаллической решетки в трёхмерном пространстве, может быть разрешена в пространстве большей размерности D. Согласно таким моделям структуры, атомы в квазикристалле находятся в местах пересечения не- которого (симметричного) трёхмерного подпространства R D (называемого физи- ческим подпространством) с периодически расположенными многообразиями с краем размерности D-3, трансверсальными физическому подпространству. Существует другой подход для описания квазикристалла, основанный на процессах формирования фрактальных структур или процессах протекания. В этом случае структурообразование сводится к самоорганизации фрактальных кластеров из монокластеров или симплексов. Впервые пример такой самоорга- низации предложил У. Пирсони, Н. Бульенков [4]. При исследовании стали 110Г13л были обнаружены эффекты самооргани- зации структуры и особенности свойств, связанные со структурными и фазовы- ми превращениями. Целю работы было сделать анализ явлений самоорганизации, наблюдаю- щихся при пластической деформации стали 110Г13л. жүктеу/скачать 14,99 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|