СТРУКТУРНО-ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В ГЕТЕРОФАЗНЫХ СТРУКТУРАХ АЛЮМИНИДОВ НИКЕЛЯ И ТИТАНА В ПРОЦЕССЕ ИХ СИНТЕЗА: МОЛЕКУЛЯРНО-ДИНАМИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ФАЗООБРАЗОВАНИЯ: 10.25712/ASTU.1811-1416.2023.03.001

Владимир Иванович  Иордан; Игорь Александрович  Шмаков

Авторы

Владимир Иванович Иордан Алтайский государственный университет, пр. Ленина, 61, 656049, Барнаул, Россия; Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, ул. Институтская, 4/1, 630090, Новосибирск, Россия https://orcid.org/0000-0002-6309-7271
Игорь Александрович Шмаков Алтайский государственный университет, пр. Ленина, 61, 656049, Барнаул, Россия https://orcid.org/0000-0003-1658-0663

Ключевые слова:

молекулярная динамика, диффузия, межфазная граница, никель, титан, алюминий, гетерофазная структура, структурно-фазовые превращения

Аннотация

С помощью программных пакетов LAMMPS и OVITO проведено молекулярно-динамическое моделирование процесса самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) алюминидов никеля и титана и исследование структурно-фазовых превращений с образованием гетерофазных структур в процессе их синтеза. Для описания межатомных взаимодействий в системах Ni–Al и Ti–Al использовались EAM-потенциалы Пурджи, Зоупа и Мишина. Для систем Ni–Al и Ti–Al рассматривались два типа исходных структур: слоистые и матричные нанокристаллические композитные структуры с различной стехиометрией компонентов и определенными температурными условиями инициирования (зажигания) СВС. При исследовании кинетики СВ-синтеза интерметаллидов двух систем были установлены условия на стехиометрию и диапазоны температур горения, которые разграничивают между собой проявления следующих гетерогенных механизмов протекания реакции СВС и структурообразования интерметаллидов: реакционного растворения, реакционной диффузии, кристаллизации из расплава и «мозаичного» растворения с зарождением и ростом нанокристаллических зародышей. Для слоистой нанокомпозитной структуры Ni–Al со стехиометрией Al-79,75 ат. % Ni достаточно подробно проиллюстрирована кинетика структурно-фазовых превращений с указанием выявленных дефектов упаковки и дислокаций. Кроме того, приведены иллюстрации кинетики структурно-фазовых превращений для матричных нанокомпозитных структур двух систем.