Шарапова Юлия Равильевна – инженер-исследователь молодежной НИЛ «Металлы и сплавы при экстремальных воздействиях»
г. Уфа
Yulia R. Sharapova – Researcher engineer, Youth Scientific Research Laboratory of Metals andAlloys under Extreme Impacts
Ufa
Казаков Арсений Максимович – инженер-исследователь молодежной НИЛ «Металлы и сплавы при экстремальных воздействиях»
г. Уфа
Arseny M. Kazakov — Researcher engineer, Youth Scientific Research Laboratory of Metals and Alloys under Extreme Impacts
Ufa
Семёнова Мария Николаевна – к. ф.-м. н., доцент кафедры ФиПМ
г. Мирный
Mariya N. Semyonova — Cand. Sci. (Phys. and Math.), Assoc. Prof., Department of Fundamental and Applied Mathematics
Mirny
Рахматуллина Жанна Геннадьевна – к. ф.-м. н., м. н. с. молодежной НИЛ «Металлы и сплавы при экстремальных воздействиях»
г. Уфа
Zhanna G. Rahmatullina – Сand. Sci. (Phys. and Math.), Junior Researcher, Youth Scientific Research Laboratory of Metals and Alloys under Extreme Impacts
Ufa
Тимербаев Дмитрий Рамилевич – ведущий инженер Института компьютерных исследований
г. Уфа
Dmitry R. Timerbaev – Lead. Engineer at the Institute of Computer Research
Ufa
Корзникова Елена Александровна – д. ф.-м. н., профессор, зав. молодежной НИЛ «Металлы и сплавы при экстремальных воздействиях»; проф. каф. электротехники и автоматизации промышленного производства
г. Уфа
г. Мирный
Elena A. Korznikova – Dr. Sci. (Phys. and Math.), Prof., Head of the Youth Scientific Research Laboratory of Metals and Alloys under Extreme Impacts; Prof. of the Department of Electrification and Automation of Industrial Production
Ufa
Mirny
Миграция точечных дефектов в металлах способствует переносу массы и энергии при пластической деформации, термообработке, облучении и т. д. В связи с этим изучение таких физических процессов нелинейной динамики кристаллической решетки металлов является актуальной задачей. В данной работе исследуется динамика 2-краудиона и процессы переноса энергии в вольфраме, направленные на понимание механизмов формирования дефектов и диссипации энергии в условиях экстремальных температур и давления. Известно, что кристаллические решетки под внешним воздействием накапливают большое количество дефектов, таких как вакансии, дислокации, границы зерен. Все эти дефекты создают поля внутренних напряжений, которые будут влиять на динамику краудионов. С использованием метода молекулярно-динамического моделирования и модели погруженного атома было изучено распространение 2-краудионов в трехмерной структуре. Основные результаты показывают, что формирование 2-краудионов происходит при критических значениях энергии возбуждения и зависит от начальной конфигурации системы, где 2-краудионы инициируют цепные процессы переноса энергии по атомной решетке. Выявлено, что глубина прохождения 2-краудиона линейно зависит от величины начальной энергии. Полученные пространственно-временные характеристики распределения энергии демонстрируют роль 2-краудионов в локальной концентрации энергии и последующей ее передаче через атомные связи, что приводит к образованию точечных дефектов. Эти результаты важны для проектирования новых радиационно-стойких материалов, поскольку помогают предсказать устойчивость материала к высокоэнергетическим воздействиям. Работа вносит вклад в понимание физических основ диссипации энергии и поведения дефектов в тугоплавких материалах, применимых в условиях термоядерного синтеза и других высокотемпературных процессов
The migration of point defects in metals contributes to the transfer of mass and energy during plastic deformation, heat treatment, irradiation, etc. In this regard, the study of such physical processes of nonlinear dynamics of the crystal lattice of metals is an urgent task. In this paper, the dynamics of 2-crowdion and the processes of energy transfer in tungsten are studied, aimed at understanding the mechanisms of defect formation and energy dissipation under extreme temperatures and pressures. It is known that crystal lattices accumulate a large number of defects under external influence, such as vacancies, dislocations, and grain boundaries. All these defects create internal stress fields that will affect the dynamics of crowdions. Using the methods of molecular dynamic modeling and embedded atom model, the propagation of 2-crowdions in a three-dimensional structure was studied. The main results show that the formation of 2-crowdions occurs at critical values of the excitation energy and depends on the initial configuration of the system, where 2-crowdions initiate chain processes of energy transfer through the atomic lattice. It is revealed that the depth of passage of the 2-crowdion linearly depends on the magnitude of the initial energy. The obtained spatiotemporal characteristics of the energy distribution demonstrate the role of 2-crowdions in the local concentration of energy and its subsequent transfer through atomic bonds, which leads to the formation of point defects. These results are important for the design of new radiation-resistant materials, as they help predict the material’s resistance to high-energy influences. The work contributes to the understanding of the physical foundations of energy dissipation and the behavior of defects in refractory materials used in thermonuclear fusion and other high-temperature processes
The authors declare that there are no conflicts of interest present.