Застосування методів мультимасштабного моделювання до дослідження систем під опроміненням

Номер роботи - M 80 НАГОРОДЖЕНА

Представлено Інститутом прикладної фізики НАН України

Автор: Харченко В.О., к.ф.-м.н.,  Лисенко І.О., к.ф.-м.н.

Метою роботи є розвиток послідовного опису мікроструктурних перетворень у рамках мультимасштабного моделювання у системах, що перебувають у сильно нерівноважних умовах, викликаних дією опромінення.

Авторами проведено дослідження мікроструктурних перетворень в чистих матеріалах та твердих бінарних розчинах, що знаходяться в умовах впливу сталої дії опромінення. Для детального та повного аналізу динаміки процесів упорядкування, фазового розшарування та структуроутворення авторами застосовано схему мультимасштабного моделювання. Проаналізовано стійкість бінарних розчинів на основі цирконію при зміні концентрації легуючих елементів. Встановлено, що врахування нееквівалентності енергій бомбардуючих частинок стимулює процеси упорядкування та структуроутворення. Показано, що в таких системах розмір структур визначається потоком опромінення та середньою довжиною стрибків вибитих атомів. Використання теорії швидкісних реакцій дозволило детально проаналізувати динаміку та процеси самоорганізації ансамблю точкових дефектів в опромінюваних матеріалах та еволюцію структури зерен в таких системах.

Досліджуючи процеси фазового розшарування бінарних твердих розчинів, що зазнають сталої дії опромінення, показано, що інтенсивність атомного перемішування, викликаного опроміненням, та нееквівалентність енергії бомбардуючи частинок контролюють процеси виділення нової фази. Показано, що опромінення призводить до підвищення опору матеріалу пластичній деформації та зниження пластичності сплаву.

При дослідженні процесів структуроутворення на поверхні опромінюваних матеріалів, де спостерігаються процеси іонного розпорошення, показано, що морфологією поверхневих структур та їх розміром можна керувати, змінюючи кут розпорошення, енергію частинок та інтенсивність флуктуацій потоку опромінення і кута розпорошення.

Кількість публікацій: 100, в т.ч. за тематикою роботи 2 монографії, 15 статей (9 – у зарубіжних виданнях).Загальна кількість посилань на публікації авторів складає 516 (згідно з базою даних SCOPUS), h-індекс = 13 та 524 (згідно з базою даних Google Scholar), h-індекс = 14.