Інтегрована інформаційно-аналітична система для дослідження дифузії в композиційних матеріалах при радіаційних та механічних навантаженнях

Abstract

Дисертація присвячена створенню апаратно-програмного комплексу для дослідження параметрів дифузії в металах та сплавах з метою підвищення швидкості визначення параметрів дифузії і для подальшої оцінки структурної стабільності матеріалів, а також можливості їх застосування в жорстких умовах експлуатації. Розроблено феноменологічні моделі прискорення дифузії в композиційних матеріалах за умови механічного та радіаційного навантаження, які найбільш повно враховують вплив наведених дефектів. Створено апаратно-програмний комплекс для визначення параметрів дифузії в металах та сплавах при зовнішніх імпульсних навантаженнях. Удосконалено радіоізотопний метод визначення параметрів дифузії та розроблено інструментарій для його реалізації. Розроблено новий метод визначення параметрів дифузії в металах та сплавах, що дає змогу побудувати топологію поверхні концентрації дифузанта, яка виникає за рахунок наявності змінної товщини зразка та прикладеної у перпендикулярному напрямі різниці температур на краях зразка, що досліджується. Розроблено алгоритм визначення параметрів дифузії – енергії активації та передекспоненціального множника – за одну експозицію, що дає змогу зменшити час досліджень та зменшити похибку, що вноситься за рахунок неоднорідності досліджуваних зразків. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/30332

Диссертация посвящена разработке информационно-аналитической системы для исследования диффузии в металлах и сплавах с целью повышения экспрессивности определения параметров диффузии и для дальнейшей оценки структурной стабильности материалов, а также возможности их применения в жестких условиях эксплуатации. Разработана феноменологическая модель ускорения диффузии в композиционных материалах при механической нагрузке, которая наиболее полно учитывает лияние наведенных точечных дефектов. Создана подсистема информационно-аналитической системы для определения параметров диффузии в металлах и сплавах при импульсных механических нагрузках. Разработана феноменологическая модель ускорения процесса диффузии в композиционных материалах при радиационном воздействии, которая наиболее полно учитывает механизм образования каскадов дефектов при облучении материалов ионами средних энергий. Создана подсистема информационно-аналитической системы для определения параметров диффузии в металлах и сплавах при радиационных нагрузках. Усовершенствован радиоизотопный метод определения параметров диффузии, что позволяет исследовать образцы большего размера и автоматически позиционировать подложку для измерения активности радиоизотопа на заданном участке поверхности исследуемого образца, а также разработана подсистема, реализующая этот метод. Разработан новый метод определения параметров диффузии в металлах и сплавах, который позволяет построить топологию поверхности концентрации диффузанта, возникающей при наличии переменной толщины образца и градиенте температуры, приложенном в перпендикулярном направлении. Разработан алгоритм определения параметров диффузии: энергии активации и предэкспоненциального множителя без проведения многочисленных экспериментов (за одну экспозицию), что позволяет уменьшить время исследований и погрешность, вносимую за счет неоднородности исследуемых образцов. С целью апробации алгоритмов и подсистем информационно- аналитической системы было проведено исследование параметров диффузии на модельных сплавах. Результаты проведенного эксперимента свидетельствуют о высокой эффективности алгоритмов определения параметров диффузии и информационно-аналитической системы в целом. При цитировании документа, используйте ссылку http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/30332

The thesis is devoted to the development of information and analytical system for diffusion parameters determination in metals and alloys in order to speed up the diffusion parameters determination to assess the structural stability of materials and their possible application in various conditions. Phenomenological models of diffusion in composite materials subject to mechanical stress and to radiation, which more fully takes into account the influence of induced defects, have been developed. The hardware and software complex for diffusion measurements under mechanical and radiation influence has been developed. Radioisotope method of diffusion parameters determination that allows to study larger samples, and automatically position the substrate for measurement of radioisotope activity in a given area of the sample surface has been improved, as well as a subsystem that realizes this method has been developed. A new method for the diffusion parameters determination in metals and alloys, which lets one build a topology of the surface concentration of diffusant, which arises due to the presence of variable thickness of the specimen and to the temperature difference applied in the direction perpendicular to the edges of the sample has been studied. The algorithm for determination of diffusion parameters: activation energy and pre-exponential factor without numerous experiments (during a single exposure), so one can reduce the research time and to reduce the error that deals with the heterogeneity of the samples has been developed. When you are citing the document, use the following link http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/30332