Немонотонная релаксация в водородосодержащих сплавах типа Pd-Er, страница 3

Неоднозначность возникает из-за малойинтенсивности линии (200) по сравнению с остальными и большим влиянием шума. На рис. 6 показан проблемный дифракционный максимум. Вего центре несколько точек обладают большим шумовым разбросом интенсивности, который в недостаточной степени устраняется сглаживаниемпо Савицкому-Голаю. Применение вейвлет-сглаживания устранило шумовой разброс, что, как оказалось, заметным образом повлияло на решениеобратной задачи.18Рис. 5. Изменение со временем объемной доли богатой эрбием фазы, из анализа дифракционных максимумов (200),сглаженных вейвлет-преобразованиями.Указаны два расхождения вне погрешности с результатами анализа дифракционных максимумов, сглаженных метоРис. 6.

Дифракционный максидом Савицкого-Голая.мум (200) сплава Pd–Er–H черезтри часа после насыщения водородом.В пятой главе проводится обсуждение результатов. Из сравнениятеоретической зависимости доли объемной эрбием фазы от времени, рис.3а, с экспериментальной, рис. 5, проводятся приблизительные численныеоценки параметров моделирования.

Установлено, что коэффициент диффузии атомов металла после насыщения водородом увеличивается на несколько порядков. Среднее время захвата ловушкой атомов эрбия сравнимо с длительностью первого цикла релаксации и составляет несколько часов. Основным условием наблюдения немонотонной релаксации являетсямезоскопический размер ловушек (несколько нанометров), или, в другихсловах, размер дефектных комплексов, образующихся в сплавах палладия19после насыщения водородом, должен быть сравним с расстоянием междуними. Этому условию удовлетворяют комплексы вакансий и микропоры.Основные результаты и выводы.1.

Впервые предложена микроскопическая модель немонотонной релаксации насыщенных водородом сплавах палладия на примере сплава Pd–Er, которая качественно объясняет циклический характер релаксации ипоследовательное увеличение длительности циклов. Определены условия и механизм возникновения немонотонной релаксации.2.

Немонотонная релаксация в сплавах типа Pd–Er может наблюдаться присоблюдении следующих условий:• существуют области фаз с разной концентрацией атомов эрбия;• существуют мезодефекты — дефектные комплексы, размер которыхсравним с расстоянием между ними, являющиеся ловушками атомовэрбия;• насыщение водородом приводит к образованию большого количест-ва вакансий, изменению условия локального равновесия на границераздела фаз и к увеличению коэффициента диффузии атомов металла на несколько порядков..3. Механизм немонотонной релаксации сплава Pd–Er–H обусловлен циклическим движением границы раздела фаз вследствие конкуренциидиффузионных потоков, создаваемых разницей в равновесной концентрации атомов эрбия до и после насыщения водородом, с диффузионными потоками, создаваемыми ловушками атомов эрбия.

За каждыйцикл релаксации отвечает последовательная активизация в качестве ловушек атомов эрбия все более удаленных от межфазной границы мезодефектов.4. Длительность циклов релаксации увеличивается со временем вследствие диффузионного выравнивания распределения атомов Er, возникше-20го сразу после внедрения водорода,, а также из-за того, что активизацияновых мезодефектов проходит на все большем удалении от межфазнойграницы, и, соответственно, в квадратичной шкале растет время диффузионного перераспределения атомов эрбия между ловушкой и межфазной границы.5. В зависимости от управляющих параметров при численном моделировании получены следующие типы поведения системы: 1) точечные дефекты не влияют на монотонное движение границы; 2) мезодефектыпри большом значении коэффициента диффузии вызывают немонотонную релаксацию, состоящую из нескольких циклов; 3) мезодефекты прималом коэффициенте диффузии, либо дефекты большого размера вызывают релаксацию, состоящую только из одного цикла.6.

По сравнению с методом сглаживания Савицкого-Голая, вейвлетсглаживание обладает рядом преимуществ:• разложение профилей дифракционных максимумов на составляющиестановится более устойчивым к выбору начальных параметров;• ошибка в параметрах разложения уменьшается в несколько раз;• снижается вероятность появления нефизических решений;• более точно можно определить количество составляющих разложе-ния.Применение методики вейвлет-сглаживания целесообразно при разложении на составляющие дифракционных максимумов малой интенсивности.Основные результаты диссертационной работы изложены в следующих публикациях.1.

Katsnelson A.A., Lubashevskiy I.A., Lavrenov A.Yu. Hydrogen inducednonmonotonic relaxation in binary mixtures similar to Pd–Er alloys as atransition process in nonequilibrium heterogeneous systems with spinodaldecomposition.// ArXiv: cond-mat/0012012.-2000.212. Кацнельсон А.А., Лубашевский И.А., Лавренов А.Ю. Немонотонная релаксация в твердых растворах типа Pd–Er–H как переходный процесс вгетерогенной многоуровневой системе с бинодальным распадом. //Труды международной конференции ``ВОМ–2001'' (Водородная обработка материалов). Ч.1.

Донецк. 14–18 мая 2001.-С.96-98.3. Кацнельсон А.А., Лубашевский И.А., Лавренов А.Ю. Немонотонная релаксация в твердых растворах типа Pd–Er–H как переходный процесс вгетерогенной многоуровневой системе с бинодальным распадом. // International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology.-2002.N.1.-C.56-62.4. Lavrenov A.Yu., Katsnelson A.A., Lubashevsky I.A. Multiple defect modelfor non-monotonic structure relaxation in binary systems like Pd-Er alloyscharged with hydrogen.

// Book of abstracts. 27th conference of the MiddleEuropean Cooperation in Statistical Physics (MECO-27).-7–9 March 2002.Sopron. Hungary.-P.96.5. Katsnelson A.A., Lavrenov A.Yu., Lubashevsky I.A. Multiple defect modelfor non-monotonic structure relaxation in binary systems like Pd–Er alloyscharged with hydrogen.

// ArXiv: cond-mat/0203456.-2002.6. Лавренов А.Ю. Вейвлет-сглаживание рентгенодифракционных кривых.// Вестник МГУ. Серия 3. Физика. Астрономия.-2002.-N.3.-C.57–61.7. Кацнельсон А.А., Лавренов А.Ю., Лубашевский И.А. Микроскопическаямодель немонотонной релаксации в насыщенных водородом сплавах напримере сплава Pd-Er. // ФММ.-2002.-Т.92.-N.5.-C.57-64.8. Лавренов А.Ю., Кацнельсон А.А., Лубашевский И.А.

Микроскопическаямодель немонотонной релаксации в насыщенных водородом сплавах напримере сплава Pd-Er. // 4-ый Международный семинар ``Нелинейныепроцессы и процессы самоорганизации в современном материаловедении''.-Астрахань: АГПУ.-3–5 октября 2002.-С.35.229. Lavrenov A.Yu., Katsnelson A.A., Lubashevsky I.A. Model for nonmonotonic structure relaxation in Pd–8at.%Er alloy charged with hydrogen.// Book of abstracts with full paper on CD.

Second International Conferenceon Environmental Degradation of Engineering Materials (EDEM’2003).-29June-2 July 2003.-Bordeaux. France.-H3-3-04..