Красношлик Н. О. Математичне моделювання руху міжфазних границь при взаємній дифузії у бінарних системах

Об'єктом дослідження є процеси росту/пригнічення проміжних фаз при взаємній дифузії у бінарних металевих системах. Мета дисертаційної роботи полягає у створенні й комп'ютерній реалізації математичних моделей руху міжфазних границь при взаємній дифузії у бінарних системах із урахуванням парціальних мольних об'ємів компонентів та проведенні чисельного дослідження конкуренції фаз у багатофазних металевих сплавах для прогнозування їх властивостей. Для розв'язання поставлених задач використовувалися методи математичного моделювання, чисельні методи розв'язування систем нелінійних рівнянь і диференціальних рівнянь у частинних похідних та положення теорії дифузії у металах і сплавах. Наукова новизна одержаних результатів: 1. Вперше розроблено двовимірну мезоскопічну модель дифузійної конкуренції фаз з урахуванням парціальних мольних об'ємів компонентів, в якій фази мають вигляд включень довільної форми, що дозволило провести комп'ютерне моделювання процесу виготовлення надпровідників методом "бронзової" технології з метою встановлення факторів, що сприяють росту необхідної фази. 2. Удосконалено одновимірні математичні моделі процесу взаємної дифузії у бінарних багатофазних металевих системах шляхом врахування різниці парціальних мольних об'ємів компонентів, надаючи можливість точніше прогнозувати фазовий склад сплавів за наявності термічного впливу під час їх обробки або експлуатації. 3. Подальший розвиток отримав метод моделювання еволюції міжфазної границі у двовимірній області шляхом зведення двовимірної задачі до сукупності одновимірних задач із рухомими границями, що дозволило розширити клас розв'язуваних задач та побудувати квазідвовимірну модель дифузійної взаємодії у бінарній металевій системі для проведення чисельного дослідження процесу руху міжфазної границі складної форми при нанесенні металевого покриття на тверду підкладку. Практичне значення результатів дослідження полягає у розробці обчислювальних алгоритмів реалізації запропонованих моделей, які використано при створенні програмного комплексу для моделювання процесів росту/пригнічення фаз у довільних металевих системах під час їх термічної або хіміко-термічної обробки та підтверджується актами впровадження. Отримані результати можуть бути використані для розв'язування широкого кола задач із визначення оптимального складу та прогнозування властивостей металевих сплавів, що стане основою для створення систем управління і контролю технологічними процесами їх отримання.