ДВУМЕРНЫЕ ДИСКРЕТНЫЕ БРИЗЕРЫ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА МАКРОСКОПИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МОНОКРИСТАЛЛА АЛЮМИНИЯ: 10.25712/ASTU.1811-1416.2025.01.007

Ольга Владимировна Бачурина; Рамиль Тухфатович Мурзаев; Дмитрий Владимирович Бачурин

Авторы

Ольга Владимировна Бачурина Уфимский государственный нефтяной технический университет, ул. Космонавтов 1, 450062, Уфа, Россия https://orcid.org/0000-0002-3702-2532
Рамиль Тухфатович Мурзаев Институт проблем сверхпластичности металлов, ул. Степана Халтурина 39, 450001, Уфа, Россия https://orcid.org/0000-0002-2691-7031
Дмитрий Владимирович Бачурин Институт проблем сверхпластичности металлов, ул. Степана Халтурина 39, 450001, Уфа, Россия https://orcid.org/0000-0001-8995-211X

Ключевые слова:

делокализованная нелинейная колебательная мода, двумерные дискретные бризеры, нелинейная динамика, молекулярно-динамическое моделирование, теплоемкость, ГЦК металл

Аннотация

Интерес к дискретным бризерам (ДБ), то есть периодическим во времени и пространственно-локализованным колебательным модам в бездефектной нелинейной решетке, связан с их способностью локализовать колебательную энергию порядка нескольких эВ на атом. В настоящей работе методом молекулярной динамики впервые проведено исследование влияния двумерного ДБ на макроскопические свойства (теплоемкость и тепловое расширение) бездефектного монокристалла ГЦК алюминия. Для этой цели применялся стандартный межатомный потенциал с использованием метода погруженного атома. Все расчеты проводились при нулевой абсолютной температуре. Возбуждение ДБ происходило путем смещения атомов из их равновесных решеточных положений соответствующим трем делокализованным нелинейным колебательным модам (ДНКМ), обнаруженным ранее для двумерной треугольной решетки. Выявлено, что сжимающее напряжение увеличивается с увеличением начальной амплитуды, то есть возбуждение двумерного ДБ приводит к тепловому расширению кристалла. Двумерный ДБ характеризуется уменьшением теплоемкости при увеличении амплитуды. При высоких амплитудах колебательная энергия может достигать значений в диапазоне 0,6-1,1 эВ на атом. Все изученные ДБ характеризуются жестким типом нелинейности, то есть увеличением частоты с ростом амплитуды колебаний.