Свободная энергия

Получены экспериментальные данные для серии сплавов на основе меди, содержащих весьма малое количество примесей, а также определены термодинамические характеристики связи примесных атомов с дислокациями: энергия, свободная энергия и энтропия связи. Созданы методика и соответствующие установки, позволяющие испытывать образцы в условиях нагружения в звуковом диапазоне, приводящего к дислокационным реакциям и диффузии примесных атомов в упругом поле, и одновременно разделять затухание ультразвука, разделяя его на потери, связанные с колебанием отрезков дислокаций в упругом поле, с диффузией атомов вдоль дислокаций, с диффузией атомов в объеме зерен к дислокациям, с энгармонизмом решетки и с потерями как при вводе ультразвука в образцы, так и в измерительной системе. Исследования показали, что в твердом растворе в области влияния упругих искажений от дислокаций эффективный коэффициент диффузии примесных атомов может возрасти на порядок величины. Это позволяет понять ускоренные диффузии атомов к движущейся дислокации и последующий распад твердого раствора.

Рассчитаны в упругом приближении траектории движения примесных атомов к дислокациям с учетом, в отличие от Коттрелла, взаимодействия упругих полей атома примеси и дислокации. Траектории позволяют определять пути диффузии, что нужно для расчета коэффициента диффузии.

Структурные изменения при закалочном старении исследованы методом внутреннего трения и электронной микроскопии на просвет на сплавах железа с переменным содержанием углерода. Большой интерес представляет влияние дислокаций на распад твердого раствора. Если дислокации неподвижны, включения образуются в объеме зерен в виде россыпей и на дислокациях в виде крупных включений.

Коалесценции при комнатной температуре медленно, а с повышением температуры ускоренно приводит к массопереносу вещества из россыпей в объеме на дислокации. Например, за год при комнатной температуре все карбидные выделения в железе оказываются на дислокациях.