Учебное пособие. М.: НИЯУ МИФИ, 2011. – 200 c.
Пособие знакомит с типом, характеристиками и кинетикой отдельных дефектов и их ансамблей в твердых телах с различной структурой, в частности, в сверхпроводящих соединениях, что позволяет овладеть принципами и физическими основами явлений в
твердых телах, обусловленных наличием дефектов структуры, методами оценки концентрации и создания дефектов при радиационном воздействии быстрых частиц, и использовать их в качестве инструмента исследования, модернизации и изменения свойств материалов. Содержание данной книги базируется на изучении студентами дисциплин циклов ЕН и ОПД: математики, общей физики, теории упругости, квантовой механики, статистической физики, теоретической физики твердого тела. Пособие рекомендовано для студентов старших курсов.
Рецензент д-р физ.-мат. наук, проф. О.В. Нагорнов
Учебное пособие подготовлено в рамках Программы создания и развития НИЯУ МИФИ
ISBN 978-5-7262-1511-2
Содержание
Введение
Виды отдельных элементарных дефектов и их свойства. Дефекты в простых веществах
Классификация дефектов простых веществ
Междоузлие
Вакансии в ковалентных соединениях
Характеристики точечных дефектов
Междоузлия в простых веществах и их характеристики
Дефекты упаковки
Неупорядоченные сплавы. Примесные дефекты
Упорядоченные сплавы. Типы решеток с упорядочением
Равновесные и неравновесные дефекты
Равновесная концентрация точечных дефектов в простых веществах
Дефекты упорядочивающихся сплавов
Метрика дальнего порядка в упорядочивающихся сплавах
Метрика ближнего порядка в упорядочивающихся сплавах. Связь дальнего порядка и среднего значения ближнего порядка в упорядочивающихся сплавах
Температурная зависимость концентрация равновесных дефектов замещения в упорядочивающихся сплавах
Температурная зависимость концентрация равновесных вакансий в упорядочивающихся сплавах
Описание дефектов кристаллической структуры в рамках теории упругости
Основные положения механики сплошной среды
Определения
Закон Гука
Закон Гука в обобщенном виде
Общий вид уравнений в абсолютных смещениях
Смещение атомов в кристаллической решетке с точечными дефектами. Изменение объема
Поведение дефекта во внешнем поле смещения
Плотность внутренних сил, эквивалентных центру дилатации
Взаимодействие дефектов с внешним упругим полем
Упругое взаимодействие точечных дефектов
Непрерывное распределение точечных дефектов в упругом поле
Течение кристалла. Ползучесть
Кинетика пор в кристалле
Неустойчивость однородного распределения точечных дефектов
Дислокации
Пластическая деформация кристаллов
Одномерная модель дислокации – модель Френкеля–Конторовой
Радиационные дефекты
Методы создания радиационных дефектов
Облучение в реакторе
Облучение на ускорителях тяжелых ионов
Облучение в высоковольтном электронном микроскопе
Основные преимущества и недостатки экспрессивных методов радиационного испытания
Первичные процессы взаимодействия частиц и излучений с твердым телом
Общие представления о процессах взаимодействия частиц с твердым телом
Взаимодействие нейтронов с веществом
Взаимодействие ускоренных ионов с веществом
Распределение по глубине проникновения внедренных ионов и дефектов, созданных ионами
Взаимодействие электронов с веществом
Взаимодействие g-квантов с веществом
Основные условия воспроизводимости явлений реакторного повреждения при облучении на ускорителе
Теоретическое сравнение структуры случайных полей радиационных дефектов, образующихся при облучении быстрыми частицами в пленочных образцах
Каскад атомных столкновений. Индивидуальные характеристики
Случайное поле дефектов. Статистика повреждений
Модель разреженных каскадов
Модель плотных каскадов
Параметры имитации
Имитационные соотношения для модельных спектров ПВА
Детальные расчеты характеристик поля повреждений при облучении тонких пленок сверхпроводников А15 ионами и нейтронами
Учет субкаскадной структуры повреждений
Расчеты для монохроматического ионного облучения
Расчет спектров ПВА для нейтронного облучения
Методика определения временного ресурса сверхпроводящих соединений
Список литературы
Пособие знакомит с типом, характеристиками и кинетикой отдельных дефектов и их ансамблей в твердых телах с различной структурой, в частности, в сверхпроводящих соединениях, что позволяет овладеть принципами и физическими основами явлений в
твердых телах, обусловленных наличием дефектов структуры, методами оценки концентрации и создания дефектов при радиационном воздействии быстрых частиц, и использовать их в качестве инструмента исследования, модернизации и изменения свойств материалов. Содержание данной книги базируется на изучении студентами дисциплин циклов ЕН и ОПД: математики, общей физики, теории упругости, квантовой механики, статистической физики, теоретической физики твердого тела. Пособие рекомендовано для студентов старших курсов.
Рецензент д-р физ.-мат. наук, проф. О.В. Нагорнов
Учебное пособие подготовлено в рамках Программы создания и развития НИЯУ МИФИ
ISBN 978-5-7262-1511-2
Содержание
Введение
Виды отдельных элементарных дефектов и их свойства. Дефекты в простых веществах
Классификация дефектов простых веществ
Междоузлие
Вакансии в ковалентных соединениях
Характеристики точечных дефектов
Междоузлия в простых веществах и их характеристики
Дефекты упаковки
Неупорядоченные сплавы. Примесные дефекты
Упорядоченные сплавы. Типы решеток с упорядочением
Равновесные и неравновесные дефекты
Равновесная концентрация точечных дефектов в простых веществах
Дефекты упорядочивающихся сплавов
Метрика дальнего порядка в упорядочивающихся сплавах
Метрика ближнего порядка в упорядочивающихся сплавах. Связь дальнего порядка и среднего значения ближнего порядка в упорядочивающихся сплавах
Температурная зависимость концентрация равновесных дефектов замещения в упорядочивающихся сплавах
Температурная зависимость концентрация равновесных вакансий в упорядочивающихся сплавах
Описание дефектов кристаллической структуры в рамках теории упругости
Основные положения механики сплошной среды
Определения
Закон Гука
Закон Гука в обобщенном виде
Общий вид уравнений в абсолютных смещениях
Смещение атомов в кристаллической решетке с точечными дефектами. Изменение объема
Поведение дефекта во внешнем поле смещения
Плотность внутренних сил, эквивалентных центру дилатации
Взаимодействие дефектов с внешним упругим полем
Упругое взаимодействие точечных дефектов
Непрерывное распределение точечных дефектов в упругом поле
Течение кристалла. Ползучесть
Кинетика пор в кристалле
Неустойчивость однородного распределения точечных дефектов
Дислокации
Пластическая деформация кристаллов
Одномерная модель дислокации – модель Френкеля–Конторовой
Радиационные дефекты
Методы создания радиационных дефектов
Облучение в реакторе
Облучение на ускорителях тяжелых ионов
Облучение в высоковольтном электронном микроскопе
Основные преимущества и недостатки экспрессивных методов радиационного испытания
Первичные процессы взаимодействия частиц и излучений с твердым телом
Общие представления о процессах взаимодействия частиц с твердым телом
Взаимодействие нейтронов с веществом
Взаимодействие ускоренных ионов с веществом
Распределение по глубине проникновения внедренных ионов и дефектов, созданных ионами
Взаимодействие электронов с веществом
Взаимодействие g-квантов с веществом
Основные условия воспроизводимости явлений реакторного повреждения при облучении на ускорителе
Теоретическое сравнение структуры случайных полей радиационных дефектов, образующихся при облучении быстрыми частицами в пленочных образцах
Каскад атомных столкновений. Индивидуальные характеристики
Случайное поле дефектов. Статистика повреждений
Модель разреженных каскадов
Модель плотных каскадов
Параметры имитации
Имитационные соотношения для модельных спектров ПВА
Детальные расчеты характеристик поля повреждений при облучении тонких пленок сверхпроводников А15 ионами и нейтронами
Учет субкаскадной структуры повреждений
Расчеты для монохроматического ионного облучения
Расчет спектров ПВА для нейтронного облучения
Методика определения временного ресурса сверхпроводящих соединений
Список литературы