Моделирование электрического взрыва металлических проволок
На основе метода молекулярной динамики проведено моделирование особенностей взрывного разрушения металлических проволок при электрическом воздействии. Для описания межатомного взаимодействия использовались потенциалы, рассчитанные в рамках метода погруженного атома. Используемые потенциалы позволяют с хорошей точностью описывать поверхностные свойства, энергетику дефектов структуры, упругие характеристики и ряд других свойств. В качестве исследуемого образца использовались поликристаллы меди цилиндрической формы. Разогрев моделируемого кристаллита, связанный с генерацией в нем тока высокой плотности, осуществлялся масштабированием атомных скоростей по линейному закону с сохранением распределения Максвелла.
В результате высокоскоростного разогрева моделируемый образец разрушается с образованием газовой фазы и кластеров различного размера. В последующем на этапе эволюции поведение моделируемой системы определяется такими процессами как: дальнейшим разрушением кластеров, если их внутренняя кинетическая энергия превосходит энергию образования дополнительной свободной поверхности; испарением атомов с поверхности кластеров; столкновением кластеров друг с другом и осаждением на них атомов газовой фазы.
Результаты моделирования показывают, что при определенных режимах электротеплового нагружения образцов межзеренные области могут оказывать существенное влияние на процессы формирования кластеров с внутренней блочной структурой. Это связано с неоднородностью плотности тока (температуры) по сечению образца. Отметим, что проведенное моделирование представляет интерес для выбора наиболее оптимального технологического режима получения наноразмерных частиц с блочной структурой методом электротеплового импульсного диспергирования.
Работа выполнена при финансовой поддержке по проекту №24.64 Программы фундаментальных исследований Президиума РАН “Фундаментальные основы технологий наноструктур и наноматериалов”.
К списку докладов
|
