УДК 532.22

 

 

В статье представлены результаты численного моделирования методом молекулярной динамики реакции синтеза интерметаллида Ti-Al. Стержни из Ti и Al приводили в соприкосновение и нагревали до температуры 1360 K. После этого начиналась реакция синтеза интерметаллида Ti-Al, которая протекала в адиабатическом режиме при постоянном объеме. Реакция синтеза интерметаллида протекала в три этапа. Сначала происходило плавление Al, в котором растворялся образец Ti. Растворенные атомы Ti диффундировали в расплавленный Al и вступали в химическое взаимодействие с атомами Al. В результате выделялось тепло и происходил дополнительный разогрев образца. Второй этап начинался при достижении в образце температуры плавления Ti. Затем в образец кристаллического Ti распространялась волна плавления, которая сопровождалась интенсивной взаимной диффузией атомов Al и Ti. На третьем этапе в образце устанавливалась равновесная концентрация компонентов Ti и Al и протекала реакция синтеза интерметаллида Ti-Al во всем объеме образца с выделением тепла. После окончания реакции проводили охлаждение интерметаллида с постоянной скоростью охлаждения. На зародышах, находящихся на границах образца, возникали волны кристаллизации, которые распространялись навстречу друг другу. В момент встречи этих волн весь образец переходил в кристаллическое состояние в решетке L10. Было показано, что существует интервал температур, в котором скорость волны кристаллизации не зависит от температуры и достигает максимального значения порядка 40 м/с. Максимальная скорость волны кристаллизации определяется скоростью роста двойникующих дислокаций на фронте волны кристаллизации. Отмечено, что скорость волны кристаллизации зависит от концентрации атомов Ti, увеличение концентрации Ti в образце приводит к соответствующему увеличению скорости волны кристаллизации. 

 

С.П. Киселев  Численное моделирование кинетики синтеза интерметаллида Ti–Al методом молекулярной динамики // Физ. мезомех. - 2016. - Т. 19. - № 3. - С. 47-57