МОЛЕКУЛЯРНО-ДИНАМИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ОРИЕНТАЦИИ МЕЖФАЗНОЙ ГРАНИЦЫ НА СКОРОСТЬ ВЗАИМНОЙ ДИФФУЗИИ ПРИ ТВЕРДО-ЖИДКОФАЗНОМ КОНТАКТЕ Ti И Al

Методом молекулярной динамики проведено исследование влияния ориентации межфазной границы относительно кристаллической решетки Ti на скорость взаимной диффузии при твердо-жидкофазном контакте Ti и Al. Рассматривалось три ориентации относительно ГПУ решетки Ti: (0001), (10-10) и (10-11). Было замечено, что на начальном этапе моделирования взаимной диффузии, после плавления алюминия, часть его вблизи межфазной границы оставалась в кристаллическом состоянии, повторяя решетку титана, то есть граница между кристаллом и жидким металлом, в действительности, сдвигалась на две-три атомные плоскости вглубь алюминия. Это объясняется тем, что связь Ti–Alзначительно крепче связи Al–Al, в связи с чем, в частности, температуры плавления интерметаллидов системы Ti–Alпревышают температуру плавления алюминия. Наблюдалось значительное преобладание диффузии атомов Ti в жидкий Al по сравнению с диффузией атомов Al в кристаллический Ti, что объясняется, в первую очередь, отличием агрегатных состояний Tiи Al. Для трех рассматриваемых ориентаций были получены концентрационные кривые после моделирования взаимной диффузии при различных температурах. Более пологие части кривых, отвечающие за диффузию атомов Ti вглубь жидкого Al, оказались схожими. Однако части, относящиеся к диффузии атомов Al в кристаллический Ti, имели отличия: интенсивнее диффузия атомов Al в Tiпротекала при ориентации (0001) и медленнее при сравнительно более «рыхлых» ориентациях(10-10) и (10-11). Данное отличие было связано с глубиной потенциальных ям, в которых находятся атомы на границе раздела жидкость-кристалл.