Курсовая работа по теме Динамические процессы, происходящие в наноразмерном металлическом объекте при внедрении ионов различных энергий

ВВЕДЕНИЕ

Использование наноструктурированных материалов является перспективным в условиях радиационного облучения. Спецификой наноматериалов является их неравновесное состояние, обусловленное наличием многочисленных поверхностей раздела, присутствием неравновесных фаз и сегрегаций, а также остаточных напряжений. Такое состояние обуславливает улучшение их физико-механических свойств и повышение эксплуатационных характеристик. При этом важным является установление стабильности структуры наноматериалов под облучением, поскольку этим, в первую очередь, определяется сохранение ими своих уникальных свойств.

Малый размер зерен и включений, обилие поверхностей раздела, возможное наличие неравновесных фаз, сегрегаций и остаточных напряжений и другие особенности наноструктуры предопределяют возможность управления физико-механическими и физико-химическими свойствами наноматериалов. Так, например, содержание поверхностей раздела в общем объеме материала может достигать ~50% в случае, когда эффективный размер зерен составляет ~6 нм [1]. Следовательно, такие материалы, как правило, обладают свойствами, отличающимися от свойств их крупнокристаллических аналогов, ввиду крайне малого размера зерен и высокого объемного содержания границ зерен и поверхностей раздела.

Микроструктура материалов оказывает большое влияние на эволюцию структурных нарушений, индуцированных в ходе радиационного воздействия. Эти каскады смещения включают пары Френкеля в виде междоузельных атомов и вакансий, а также их кластеры в форме петель или пустот [2]. В ходе каскада столкновений атомы смещаются высокоэнергетической частицей от своих положений в кристаллической решетке и большинство этих атомов занимают новые положения в решетке, что сопровождается образованием так называемого пика смещения. Область пика смещения в монокристаллическом материале достаточно большая из-за эффектов каналирования, что принципиально отличается от поликристаллических материалов, где межзеренные границы могут абсорбировать радационно-индуцированные точечные дефекты и их кластеры. Поскольку границы зерен и поверхности раздела, как известно, выступают в качестве стоков для дефектов всех типов, именно поэтому стойкость наноструктурных материалов к радиационным повреждениям оказывается отличной от стойкости их крупнокристаллических аналогов.