МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ЧЕРКАСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ІМЕНІ БОГДАНА ХМЕЛЬНИЦЬКОГО
АЛГОРИТМ КЕННЕТА-ДЖЕКСОНА ДЛЯ ОПИСУ ФАЗОВИХ ПЕРЕТВОРЕНЬ У БІНАРНИХ СПЛАВАХ. ОПИС ДИФУЗІЇ
Галузь знань 0402 фізико-математичні науки
Напрям підготовки 6.040203 Фізика
Курсова робота
студентки 4 курсу факультету ФМ та КІС
денної форми навчання
Науковий керівник – кандидат фіз.-мат. наук
доцент кафедри фізики
Ковальчук А.О
ЧЕРКАСИ-2010р.
ЗМІСТ
ВСТУП
РОЗДІЛ 1. ПОНЯТТЯ ПРО ФАЗОВІ ПЕРЕХОДИ
РОЗДІЛ 2. ДИФУЗІЯ У СПЛАВАХ
2.1 Поняття дифузії
2.2 Механізми дифузії
2.3 Переміщення атомів на великі відстані
2.4 Кореляційний множник
2.5 Перший закон Фіка
2.6 Взаємна дифузія. Ефект Кіркендаля
РОЗДІЛ 3. АЛГОРИТМ КЕННЕТА-ДЖЕКСОНА ДЛЯ ОПИСУ ФАЗОВИХ ПЕРЕТВОРЕНЬ У БІНАРНИХ СПЛАВАХ
3.1 Модель
3.2 Вільна енергія Гіббса для твердого розчину
3.3 Фазова діаграма регулярного розчину
3.4 Енергія площини
3.5 Стрибкоподібний інтерфейс в 1D
3.6 Малоамплітудні синусоїдальні збурення в 1D
РОЗДІЛ 4. ХІМІЧНІ ПОТЕНЦІАЛИ
4.1 Хімічні потенціали в 1D
4.2 Хімічні потенціали в 2D
4.3 Хімічні потенціали в 3D
РОЗДІЛ 5. РІЗНИЦЕВІ РІВНЯННЯ ДЛЯ ДИФУЗІЇ
5.1 Дифузійні потоки базовані, на активностях
5.2 Різницеві рівняння для дифузії в 1D
5.3 Рівння в кінцевих різницях для дифузії в 2D
5.4 Різницеві рівняння для дифузії в 3D
5.5 Безрозмірний час
ВИСНОВОК
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
ВСТУП
Актуальність дослідження. У даній роботі розглядається новий алгоритм для опису фазових перетворень у бінарних сплавах, де описується дифузія сплавів і моделюється у 2D вимірі.
Цей спосіб дозволяє прослідкувати зміну дифузії при різних температурах, концентраціях, і заданих різних енергетичних потенціалах. Тобто, цей спосіб дуже зручно використовувати при моделюванні.
Мета і завдання дослідження. Описати дифузію сплавів і застосувати теоретичні викладки для даного алгоритму.
Об’єкт дослідження. Бінарні сплави під час фазового розподілу.
Предмет дослідження. Дифузійні процеси в бінарних сплавах.
Методи дослідження. Моделювання у середовищі програмування Delphi за допомогою алгоритму Кеннета-Джексона. Опрацювання теоретичного матеріалу.
Практичне значення одержаних результатів. Процеси дифузії, прослідковані у даній роботі, що відбуваються у бінарних сплавах під час фазового розпаду відіграють вирішальну роль у багатьох новітніх технологіях. На практиці дані знання можуть використовуватися у металургії, металообробці, створенні напівпровідникових та інтегральних схем, захисних покрить, тонких плівок.
РОЗДІЛ 1 ПОНЯТТЯ ПРО ФАЗОВІ ПЕРЕХОДИ
Фазовий перехід (фазове перетворення) в термодинаміці – це перехід речовини з однієї термодинамічної фази в іншу при зміні зовнішніх умов. З точки зору руху системи по фазовій діаграмі при зміні її інтенсивних параметрів (температури, тиску і т.т.), фазовий перехід відбувається, коли система перетинає лінію, що розділяє дві фази. Оскільки різні термодинамічні фази описуються різними рівняннями станів, то завжди можна знайти величину, яка стрибкоподібно змінюється при фазовому переході.
Оскільки поділ на термодинамічні фази – більш детальна класифікація станів, ніж класифікація за агрегатними станами речовини, то далеко не кожен фазовий перехід супроводжується зміною агрегатного стану. ............
