Физика и техника высоких давлений, 2013, № 2

Вплив тиску на міграцію кисню поблизу кремнієвої поверхні (100) SiC

2014-10-18T00:01:26Z

Вплив тиску на міграцію кисню поблизу кремнієвої поверхні (100) SiC Токій, В.В.; Савіна, Д.Л.; Токій, Н.В. Побудовано атомну модель осередку поверхні карбіду кремнію з дефектами. Застосовано пакет програм ABINIT-інструменту nanoHUB з використанням теорії функціонала густини. Встановлено: зі зростанням всебічного тиску найбільшою мірою змінюється внесок локальної електрон-іонної взаємодії у повну енергію осередку; контролюючим механізмом впливу всебічного тиску на міграцію кисню є нелокальна псевдопотенціальна взаємодія валентних електронів з іонним остовом усіх атомів осередку. Передбачено, що збільшення всебічного стиснення призводить: до зміни напрямку процесу оксидизації приповерхневого С-прошарку кремнієвої поверхні карбіду на протилежний – його деоксидизацію; до уповільнення міграції кисню як при оксидизації, так і при деоксидизації приповерхневого С-прошарку кремнієвої поверхні карбіду.; Построена атомная модель ячейки поверхности карбида кремния с дефектами. Применен пакет программ ABINIT-инструмента nanoHUB с использованием теории функционала плотности. Установлено: наиболее изменяется вклад локального электрон-ионного взаимодействия в полную энергию ячейки с ростом всестороннего давления; контролирующим механизмом влияния всестороннего давления на миграцию кислорода является нелокальное псевдопотенциальное взаимодействие валентных электронов с ионным остовом всех атомов ячейки. Предсказано, что увеличение всестороннего сжатия приводит: к изменению направления процесса оксидизации приповерхностного С-слоя кремниевой поверхности карбида на противоположный − его деоксидизацию; к замедлению миграции кислорода как при оксидизации, так и при деоксидизации приповерхностного С-слоя кремниевой поверхности карбида.; The study was aimed at ascertainment of physical causes that control defect structure formation and properties of nanocrystalline silicon carbide powders. An atomic model of a cell of silicon carbide surface with defects was built. Software package ABINIT−nanoHUB tool was applied with using density functional theory. The changes in total energy at motion of the oxygen atoms in the surface layers of silicon covering of carbide by the vacancy mechanism with increasing hydrostatic pressure were evaluated. It was established that: 1. The contribution of the local electron-ion interaction to the total energy of the cell was changed most of all with increasing hydrostatic pressure. 2. The contributions of the local electron-ion interaction and the exchange-correlation energy of the valence electrons reduced the total energy of the cell with increasing hydrostatic pressure. The contributions of the electron-electron Coulomb Hartree energy, the kinetic energy of the valence electrons, Ewald energy and the energy correction of the ion core of all atoms increased it. 3. The controlling mechanism of the influence of hydrostatic pressure on the migration of oxygen was a non-local pseudopotential interaction of valence electrons with the ionic core of all the atoms in a cell.

Влияние деформации в условиях всестороннего сжатия на физико-механические свойства титана в области температур 77-800 K

2014-10-18T00:01:25Z

Влияние деформации в условиях всестороннего сжатия на физико-механические свойства титана в области температур 77-800 K Калиновский, В.В.; Чиркина, Л.А.; Лазарева, М.Б.; Оковит, В.С.; Соколенко, В.И.; Хаймович, П.А.; Мац, А.В. Исследовано влияние деформации методом квазигидроэкструзии с противодавлением (КГЭП) (25%) при 77 и 300 K на характеристики макро- и микротекучести титана марки ВТ1-0 в области 77−800 K. Показано, что КГЭП снижает энергию дефекта упаковки и существенно повышает прочностные характеристики титана. Методом измерения амплитудной зависимости внутреннего трения установлено, что после КГЭП резко увеличиваются параметры микротекучести τbr и τstart по сравнению с исходным состоянием. Температура КГЭП не влияет на степень повышения макро- и микротекучести. Обсуждаются возможные причины особенностей пластического течения титана после деформации в условиях всестороннего сжатия.; Досліджено вплив деформації методом квазігідроекструзіï з протитиском (КГЕП) (25%) при 77 і 300 K на характеристики макро- й мікротекучості титану марки ВТ1-0 в області 77−800 K. Показано, що КГЕП знижує енергію дефекту пакування й істотно підвищує міцнісні характеристики титану. Методом вимірювання амплітудної залежності внутрішнього тертя встановлено, що після КГЕП різко збільшуються параметри мікротекучості τbr i τstart у порівнянні з вихідним станом. Температура КГЕП не впливає на ступінь підвищення макро- й мікротекучості. Обговорюються можливі причини особливостей пластичної течії титану після деформації в умовах всебічного стиснення.; In the temperature range of 77−800 K, control of physical and mechanical properties of titanium in the initial state and after QHEC to 25% at 77 and 300 K was carried out by measuring the temperature dependences of the mechanical properties, shear modulus, the relative resistivity (ρ77/ρ300) and assessment of energy and structural states of the dislocation structure by measuring the amplitude dependence of internal friction δ(γ) and electron microscopy.

Механические характеристики наноструктурированных циркония и цирконий-ниобиевых сплавов

2014-10-18T00:01:30Z

Механические характеристики наноструктурированных циркония и цирконий-ниобиевых сплавов Соколенко, В.И.; Мац, А.В.; Мац, В.А. В цирконии и его сплавах с ниобием путем холодной прокатки сформировано наноструктурное состояние с оптимальной конфигурацией замкнутых границ и определены механические характеристики исследуемых материалов. Приведены результаты испытаний на растяжение и данные микротвердости образцов из Zr и сплавов Zr−1% Nb и Zr−2.5% Nb в исходном состоянии и после прокатки при 293 K на степень ε = 3.9. Полученное наноструктурное состояние в каждом материале обеспечивает наряду с высокой прочностью достаточный запас пластичности. В связи с этим в работе рассматривались не только дислокационно-дисклинационные механизмы формирования наноструктуры, но и особенности пластического течения с эволюцией наноструктуры при растяжении в диапазоне равномерной деформации.; У Zr і сплавах Zr−1% Nb і Zr−2.5% Nb шляхом холодної прокатки сформовано наноструктурний стан з оптимальною конфігурацією замкнутих меж і визначено механічні характеристики. Представлено результати випробувань на розтягування й дані мікротвердості зразків у вихідному стані й після прокатки при 293 K на ступінь ε = 3.9. Отриманий наноструктурний стан в досліджених матеріалах забезпечує разом з високою міцністю достатній запас пластичності. У роботі розглядалися не лише дислокаційно-дисклінаційні механізми формування наноструктури, але й особливості пластичної течії з еволюцією наноструктури під час розтягування у діапазоні рівномірної деформації.; The work is aimed at formation of a nanostructural state with optimal configuration of contour boundaries in zirconium and Zi–Nb alloys by cold rolling and estimation of mechanical characteristics of the tested materials. The results of the tensile tests and microhardness measurements of the Zr, Zr–1%Nb, Zr–2.5%Nb samples before and after rolling at 293 K to the degree of ε=3.9 are given. The obtained nanostructural state provides sufficient degree of plasticity combined with high strength in every material. Thus, the work considered not only dislocation and disclination mechanisms of nanostructure formation but peculiarities of plastic flow with nanostructure evolution at tension within the range of uniform deformation. The tests have demonstrated a possibility of creation of a nanostructural state in industrial Zr–Nb alloys with using a certain mode of rolling that does not allow crack formation and fracture of the material. The kinetics of formation of the majority of boundaries is mostly of dislocation nature, not the result of dynamic polygonization and recrystallization. The resistance to plastic deformation is determined by amount, energy and nature of deformation boundaries. The effect of the general increase in mechanical characteristics in the course of nanograin formation reduces the level of brittle fracture more than in the case of high-strength state.

Проявление сверхпроводящих флуктуаций в характеристиках андреевских контактов Bi2223-Ag при Т > Tс

2014-10-18T00:01:28Z

Проявление сверхпроводящих флуктуаций в характеристиках андреевских контактов Bi2223-Ag при Т > Tс Сидоров, С.Л.; Дьяченко, А.И.; Таренков, В.Ю.; Заводовский, В.Ф. Проведены спектроскопические исследования андреевских контактов для высокотемпературного сверхпроводника Bi2223 с критической температурой Тс = 110 K. Контакты NS-типа Bi2223−Ag демонстрировали энергетическую щель Δ в районе V = 50 mV. Обнаружено существование избыточного тока Iexc в широком температурном интервале T > Tc. Наличие избыточного тока в этом температурном интервале означает присутствие некогерентных куперовских пар с энергией связи соответствующей псевдощели, которая наблюдается в спектрах фотоэмиссии.; Проведено спектроскопічні дослідження андріївських контактів для високотемпературного надпровідника Bi2223 з критичною температурою Тс = 110 K. Контакти NS-типу Bi2223−Ag демонстрували енергетичну щілину Δ в районі V = 50 mV. Виявлено існування надлишкового струму Iexc в широкому температурному інтервалі T > Tс. Наявність надлишкового струму в цьому температурному інтервалі означає присутність некогерентних куперовських пар з енергією зв’язку відповідної псевдощілини, яка спостерігається у спектрах фотоемісії.; The most problematic issue of the physics of high-temperature superconductivity is the nature of the pseudogap ΔPG in electron spectrum of cuprates. In Brillouin zone, the pseudogap ΔPG(k) is localized in the neighborhood of the points k = (0, ±π/a0), (±π/a0, 0) where a0 is the lattice constant in the CuO2 plane. Within the same area, the energy gap of Cooper pairs Δ(k) achieves the maximum. As a result, intrinsic bond can appear between two order parameters. The bond does not reduce to competition for the same areas of the Fermi surface. The solution of this problem requires experiments that are sensitive to the phase of the order parameter of a superconductor. One of these methods is Andreev reflection in normal metal−superconductor contacts, being immediately determined by the existence of Cooper pairs. At Andreev reflection, an electron injected from metal N to superconductor S forms Cooper pair in the neighborhood of NS boundary. The pair goes to condensate and a hole is reflected to the normal metal. Counter-flow of holes results in increase in the current through the contact in comparison to the current in the normal state (excess current). A singularity of conductivity of the contact dI/dV at V ≈ Δ(T)/e allows estimation of the value and the symmetry of the energy gap Δ(k). It is demonstrated in the present paper that excess conductivity and current are observed in Andreev contacts Bi1.6Pb0.4Sr1.8Ca2.2Cu3O−Ag (Bi2223−Ag) at the temperatures T < Tpair where Tpair is above Tυ ~ 140−150 K (that is the temperature of Nernst effect appearance) and substantially exceeds the temperature of superconducting transition Tc ≈ 110 K. This result agrees with detection of diamagnetic response and Nernst effect and does not contradict to recent results of photoemission spectroscopy with high angle resolution (ARPES) for Bi2223 cuprate.