Моделирование процессов на внутренних границах раздела в металлических наноструктурах тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.04 ВАК РФ

Введение.

Глава I. Обзор исследований, связанных с высокоскоростным деформированием металлов, формированием и поведением под нагрузкой границ раздела между разными материалами.

1.1. Высокоскоростной удар твердой сферической частицы о преграду в методе холодного газодинамического напыления.

1.2. Молекулярно-динамическое моделирование процессов пластической деформации, разрушения и плавления.

1.3. Адгезионное взаимодействие покрытия и подложки.

1.4. Роль внутренних границ раздела в процессе деформации композиционных материалов.

Глава И. Компьютерное моделирование процессов в металлах методом молекулярной динамики.

2.1. Численный метод.

2.2. Потенциалы межатомного взаимодействия.

2.3. Численная схема и ее точность.

2.4. Задание начального состояния, разогрев и охлаждение системы атомов.

Глава III. Моделирование столкновения сферического кластера с жесткой подложкой.

3.1. Столкновение с жесткой стенкой.

3.2. Жесткая подложка с учетом адгезии.

3.3. Масштабные эффекты в задаче соударения сферической частицы с преградой.

Глава IV. Локальное плавление на контакте в условиях холодного газодинамического напыления.

4.1. Плавление сферического кластера при медленном разогреве.

4.2. Плавление кластера на контакте со стенкой.

4.3. Исследование межфазной границы, возникающей при напылении частиц алюминия на подложку из никеля.

4.3.1. Условия эксперимента.

4.3.2. Результаты эксперимента и их анализ.

Глава V. Квазистатическое растяжение композиции Al/Ni вдоль границы раздела.

5.1. Физическая система.

5.2. Макроанализ.

5.3. Распределение продольных напряжений по кристаллу.

5.4. Пространственно-временной анализ зарождения и развития пластической деформации.

В последнее десятилетие большое внимание научного сообщества привлечено к исследованию кристаллических материалов, с характерным размером неоднородностей кристаллической решетки порядка нескольких нанометров - нанокристаллов. Столь резкий рост интереса к данной проблеме наряду с фундаментальным значением вызван, прежде всего, запросами современных технологий, развитие которых к наномасштабам объясняется не только всеобщей тенденцией к миниатюризации, но и уникальными свойствами нанокристаллов. Одним из важнейших направлений технологического прогресса в настоящее время является разработка методов обработки поверхностей. В ИТПМ СО РАН открыт и интенсивно развивается метод холодного газодинамического напыления. Несмотря на то, что данная методика пока позволяет напылять только частицы размером более микрометра, в настоящее время ведутся исследования с целью уменьшить размер напыляемых частиц. В связи с задачей оптимизации технологического процесса возникает целый ряд проблем, которые базируются на необходимости детального изучения динамики соударения твердых частиц с поверхностью в зависимости от их начальной скорости. В данном случае надо принимать в расчет целое многообразие физических явлений: пластическая деформация, плавление, разрушение и т.д. Особый интерес представляют явления в приповерхностных слоях на границе контакта частицы с основой, так как они обусловливают появление механоактивационной связи. Механика сплошных сред позволяет решить широкий класс задач высокоскоростного соударения твердых тел. Однако в применении к задаче моделирования процесса столкновения твердой частицы, прежде всего размером порядка нескольких нанометров, с преградой континуальная механика встречает ряд проблем. Основная проблема в том, что на масштабах порядка десятков ангстрем, где структурно сосредоточены деформации и происходит формирование механоактивационной связи, явным образом проявляется дискретность среды. Кроме того, в силу отсутствия в литературе данных об экспериментальных исследованиях высокоскоростного взаимодействия одиночных микрочастиц с преградой нет возможности для проверки математической модели упругопластической среды и получения экспериментальных значений феноменологических параметров, например динамического предела текучести, в диапазоне f скоростей до 1 ООО м/с и размеров частиц менее десятков микрометров.

В связи с этим для решения класса задач, в которых применение механики сплошных сред затруднительно, необходим выбор более детальных методов исследования, явно учитывающих явления на микроуровне. Этим условиям удовлетворяет молекулярно динамический подход, в рамках которого рассчитываются траектории движения каждого атома на основе знания потенциалов межатомного взаимодействия, определяемых из первых принципов. Обладая такой, наиболее полной, информацией о системе атомов, опираясь на методы статистической физики, можно получить величины (давление, степень деформации, напряжения, температура, изменение внутренней энергии, массовая скорость), которые измеряются в эксперименте и входят в уравнения механики сплошных сред. В настоящее время возможности вычислительной техники позволяют проводить такое детальное исследование для частиц, размер которых составляет порядка десяти нанометров, для которых общепринятым является термин кластеры. Несмотря на то, что их размеры малы, они достаточны для моделирования всех основных явлений, характерных для механики сплошных сред (пластическая деформация, звуковые и ударные волны, плавление, разрушение). При этом представляет интерес, по крайней мере, качественное масштабирование результатов, основываясь на соображениях размерного характера (пи-теорема) и на сопоставлении рассчитанных характеристик с экспериментом для микронных частиц.

Настоящая работа посвящена молекулярно динамическому моделированию физических процессов на внутренних границах раздела в металлических наноструктурах.

Целью работы является:

1. Численное исследование процесса взаимодействия металлического кластера с подложкой, выявление механизма закрепления нанокластера на жесткой подложке, изучение явления локального плавления кластера на контакте со стенкой в процессе удара. Апробация применения метода молекулярной динамики для решения задач пластической деформации и плавления в металлах.

2. Экспериментальное исследование границы раздела, возникающей при холодном газодинамическом напылении алюминия на никель. Апробация применения метода дифракции синхротронного излучения для задач, связанных с межфазными границами.

3. Выявление на микроуровне роли внешних и внутренних границ раздела в процессе деформации материалов с покрытием.

Научную новизну представляют следующие основные результаты.

Применение численной схемы второго порядка точности пропагаторной реализации метода молекулярной динамики впервые позволило провести не только качественный, но и количественный анализ явления пластической деформации и плавления в металлических наноструктурах.

На микроуровне исследована пластическая деформация сферического кластера меди при его ударе о жесткую стенку. Выявлено три интервала начальных скоростей кластера, принципиально отличающихся по механизму диссипации кинетической энергии центра масс: до 300 м/с - упругий отскок, 300-500 м/с - упругопластические деформации, выше 500 м/с - сильные пластические деформации. Показано, что энергия отскока с ростом начальной скорости в пластическом режиме деформирования уменьшается. Этот факт, с использованием модельного потенциала взаимодействия кластера с подложкой, позволил описать механизм закрепления нанокластера на подложке. Впервые теоретически показано, что частица закрепляется на подложке при величине начальной скорости большей определенного значения (300-600 м/с), зависящего от качества поверхности основы.

Применение численной схемы повышенной точности дало возможность последовательно доказать локальное плавление кластера никеля на контакте со стенкой в процессе соударения. Методом дифракции синхротронного излучения в режиме скользящего падения исследована внутренняя граница раздела, возникающая при холодном газодинамическом напылении алюминия на никель. Выявлено наличие интерметаллической фазы Ni3Al и оценено ее количество (толщина пленки 20-50 нм). Этот факт может служить косвенным экспериментальным указанием на локальное плавление алюминия на контакте в процессе напыления.

Впервые методом молекулярной динамики исследован процесс квазистатического растяжения композиции Al/Ni при разных вариантах кристаллографической ориентации кристаллитов, поперечных размерах и граничных условиях на боковой поверхности. В результате численного эксперимента доказано, что при упругой деформации продольные напряжения в области внутренней границы раздела толщиной около 15 А сильно неоднородны вдоль границы раздела, а вне этой области хорошо описываются механикой сплошных сред. После достижения системой предела упругости на внешних или внутренних границах раздела зарождаются дефекты кристаллической решетки и распространяются по кристаллу в виде поворотов и сдвигов в кристаллических плоскостях. Впервые в рамках метода молекулярной динамики показано возникновение и распространение волн Людерса-Чернова.

Диссертация состоит из введения, пяти глав с изложением результатов исследований, заключения, списка цитируемой литературы и списка работ, опубликованных по теме диссертации.

Сформулируем в заключение следующие основные выводы данной диссертационной работы:

1. В диссертации на основе численного метода пропагаторной реализации молекулярной динамики разработана и использована численная схема второго порядка точности по временному шагу для f многочастичных потенциалов. Применен ряд усовершенствованных методов моделирования и анализа высокоскоростного взаимодействия, пластической деформации и плавления в металлах.

2. Впервые на микроуровне численно исследован процесс столкновения сферического кластера меди с жесткой стенкой. Выявлено три интервала начальных скоростей кластера, принципиально отличающихся по механизму диссипации кинетической энергии центра масс. В интервале до 300 м/с наблюдается перекачка энергии центра масс в хаотическую энергию теплового движения атомов кристалла и их потенциальную энергию взаимодействия, значения которой, как показали расчеты, соответствует упругому приближению. С увеличением начальной скорости (интервал 300500 м/с) канал переноса энергии в хаотическое тепловое движение практически исчерпан, и вся энергия центра масс запасается в потенциальной энергии взаимодействия атомов. Ее величина уже такова, что после прекращения взаимодействия кластера со стенкой образуются выделенные плоскости, в которых атомы имеют повышенную остаточную потенциальную энергию. Система находится в локальных экстремумах потенциальной энергии, значения которых значительно выше начальной энергии Uq. Конечная энергия центра масс монотонно падает с увеличением начальной скорости в этом интервале, но в то же время конечная форма кластера и ГЦК структура решетки сильных изменений не претерпевают. Это область умеренных упругопластических деформаций. И наконец, при Vq > 500 м/с значение начальной кинетической энергии достигает такой величины, что ее полная диссипация в момент остановки сопровождается нарушением идеальной кристаллической структуры практически во всем объеме с одновременной сильной деформацией начальной формы. Таким образом, достигается попадание системы в очень высокие локальные экстремумы потенциальной энергии кристалла. Это область сильных пластических деформаций.

3. С использованием модельного потенциала взаимодействия кластера меди с медной подложкой исследован процесс закрепления кластера на подложке. Для учета снижения адгезионной энергии за счет загрязненности подложки, неполного контакта и присутствия на границе раздела дислокаций несоответствия был введен феноменологический параметр загрязненности т|. Благодаря уменьшению кинетической энергии отскока с ростом начальной скорости в пластическом режиме деформирования при заданной величине параметра т| кластер закрепляется на подложке при величине начальной скорости кластера большей определенного значения (300-600 м/с), зависящего от условий напыления. Энергию взаимодействия кластера с подложкой можно с хорошей точностью считать пропорциональной площади контакта. Показано, что масштабирование результатов, существенно связанных с процессами на контактной границе раздела, затруднено. Однако качественное рассмотрение вопроса взаимодействия микронной частицы с подложкой дает близкую к экспериментальной величине оценку начальной скорости частицы (около 600 м/с), выше которой частица закрепляется на подложке.

4. Впервые с использованием численной схемы повышенной точности доказано локальное плавление в процессе высокоскоростной деформации. Проведен мезоанализ в области контакта кластера со стенкой в процессе столкновения. Показано, что в области контакта при Vq >1000м/с термодинамические параметры достигают значений, соответствующих условию плавления, а исследования структурных изменений состояния кластера в этой области подтверждает предположение о плавлении тонкого слоя материала на границе со стенкой. Использованный потенциал межатомного взаимодействия предварительно был апробирован на задаче плавления кластера при медленном разогреве. Рассчитаны диаграммы состояния никеля медленным разогревом выше температуры плавления кластеров различного диаметра.

5. Проведенные дифракционные исследования с использованием синхротронного излучения показали, что при холодном газодинамическом напылении мелкодисперсных частиц алюминия на подложку из никеля на границе между частицей и подложкой образуется интерметаллид Ni3Al. Это может служить косвенным экспериментальным указанием на локальное плавление алюминия на контакте в процессе напыления. Анализ дифракционной картины позволил провести оценку толщины пленки интерметаллида (20-50 нм).

6. Методом молекулярной динамики исследовано поведение композиции Al/Ni при квазистатическом растяжении с постоянной скоростью деформации при разных вариантах кристаллографической ориентации кристаллитов, поперечных размерах и граничных условиях на боковой поверхности. Показана роль внутренней поверхности раздела в качестве концентратора напряжений. Продольные напряжения вне области внутренней границы раздела

121 толщиной около 15 А хорошо описываются механикой сплошных сред. После достижения системой предела упругости на внешних или внутренних границах раздела зарождаются дефекты кристаллической решетки и распространяются по кристаллу в виде поворотов и сдвигов в кристаллических плоскостях. Характер развития пластической деформации определяется наличием в кристалле плоскостей {111}, сдвиг вдоль которых будет происходить в направлении максимального касательного напряжения. Впервые в рамках метода молекулярной динамики показано возникновение и распространение волн Людерса-Чернова в виде мезополос, в которые формируются сдвиги.

1. Алхимов А.П., Косарев В.Ф., Папырии А.Н. Газодинамическое напыление. Экспериментальное исследование процесса напыления // ПМТФ. - 1998. - Т.39. - N.2. - С.182-188.

2. Алхимов А.П., Косарев В.Ф., Папырин А.Н. Метод "холодного" газодинамического напыления // Докл. АН СССР. 1990. - Т.315. -N.5. - С.1062-1065.f

3. Папырин А.Н., Болотина Н.П., Боль А.А. и др. Новые материалы и технологии. Теория и практика упрочнения материалов в экстремальных процессах. Новосибирск: ВО "Наука". Сибирская издательская фирма, 1992. - 200с.

4. Алхимов А.П., Гулидов А.И., Косарев В.Ф., Нестерович Н.И. Особенности деформирования микрочастиц при ударе о твердую преграду //ПМТФ. 2000. - Т.41. -N.1. - С.204-209.

5. Алхимов А.П., Клинков С.В., Косарев В.Ф. Экспериментальное исследование деформации и соединения микрочастиц с преградой при высокоскоростном ударе 1/ ПМТФ. 2000. - Т.41. - N.2. -С.47-52.

6. Клинков С.В. Исследование процессов ускорения и взаимодействия частиц с преградой в условиях газодинамического напыления: Дис. .канд. физ.-мат. наук. Новосибирск, 1998., 138с.

7. Гусев А.И. Эффекты нанокристаллического состояния в компактных металлах и соединениях // УФН. 1998. - Т. 168. -N.1. - С.55-83.

8. Беляков Л.В., Витман Ф.Ф., Златин Н.А. О процессе соударения деформируемых тел и его моделировании. II (о моделировании удара шара по полупространству) // Журнал технической физики. 1963. -N.8. - С.990-995.

9. Алхимов А.П., Клинков С.В., Косарев В.Ф. Температура вблизи контактной границы при высокоскоростном соударении микрочастицы с поверхностью // Физическая Мезомеханика. 2000. -Т.З. N.1. - С.53-57.

10. Ю.Гулидов А.И., Фомин В.М., Фурсенко Р.В. Время контакта сферической частицы с твердой преградой при ударе И Численные методы решения задач теории упругости и пластичности: Тр. 16 Межресп. конф. Новосибирск, 1999. - С.66-70.

11. П.Гулидов А.И., Фомин В.М., Серяков А.В. Численное моделирование соударения микрочастиц с преградой II Численные методы решения задач теории упругости и пластичности: Тр. 17 Межресп. конф. -Новосибирск, 2001. С.65-69.

12. Фомин В.М., Гулидов А.И., Сапожников Г. А. и др. Высокоскоростное взаимодействие тел. Новосибирск: Издательство СО РАН, 1999. - 600с.

13. Yorizane К., Muramoto Т., Yamamura Y. Computer studies on reflection and sputtering due to low energy cluster impacts // Nucl. Instr. and Meth. in Physics Research B. 1999. - Y. 153. - P.292-297.

14. Hsieh H., Averback R.S., Sellers H., Flynn C.P. Molecular-dynamics simulations of collisions between energetic clusters of atoms and metal substrates // Phys. Rev. B. 1992. - V.45. - N.8. - P.4417-4430.

15. Barghorn K., Hilf E.R. Low energy impact simulated by molecular dynamics; angular distribution of sputtering yield and impact under various impact angles // Nucl. Instr. and Meth. in Physics Research B. -1994. V.88. - P.196-201.

16. Shapiro M.H., Tombrello T.A. Simulation of cluster ejection following high-energy Aun Au( 111) bombardment // Surface Science. - 2000. -V.453. - P.143-151.

17. Resende F.J., Costa B.V. Molecular dynamics study of the copper cluster deposition on a Cu(010) surface// Surface Science. 2001. - V.481. -P.54-66.

18. Lee R.W., Pan Z.Y., Hou M. Atomistic simulation of copper cluster deposition on copper// Nucl. Instr. and Meth. in Physics Research B. -1996. V.115. -P.536-539.

19. Holian B.L., Lomdahl P.S. Plasticity induced by shock waves in nonequilibrium molecular-dynamics simulations // Science. 1998.1. V.280. P.2085-2088.

20. Holian B.L., Hammerberg J.E., Lomdahl P.S. The birth of dislocations in shock waves and high-speed friction// Journal of Computer-Aided Materials Design. 1998. - V.5. - P.207-224.

21. Шувалов Jl.А., Урусовская А.А., Желудев И.С. и др. Современная кристаллография (в четырех томах). Том 4. Физические свойства кристаллов. М.: Наука, 1981, 496с.

22. Hu S.Y., Ludwig М., Kizler P. and Schmauder S. Atomistic simulations of deformation and fracture of a-Fe // Modelling Simul. Mater. Sci. Eng. -1998. V.6. - P.567-586.

23. Saraev D., Kizler P. and Schmauder S. The influence of Frencel defects on the deformation and fracture of a-Fe single crystals // Modelling Simul. Mater. Sci. Eng. 1999. - V.7. - P.1013-1023.

24. Farrissey L., Ludwig M., McHugh P.E. and Schmauder S. An atomistic study of void growth in single crystalline copper // Computational Materials Science. 2000. - V.18. - P.102-117.

25. Belak J. On the nucleation and growth of voids at high strain rates // Journal of Computer-Aided Materials Design. 1998. - V.5. - P. 193-206.

26. Wirth B.D., Caturla M.J., Diaz de la Rubia Т., Khraishi Т., Zbib H. Mechanical property degradation in irradiated materials: A multiscalemodeling approach // Nucl Instr. and Meth. in Physics Research B. -2001. V.180. - P.23-31.

27. Zhou S. J., Preston D. L., Lomdahl P. S. and Beazley D. M. Large-Scale Molecular Dynamics Simulations of Dislocation Intersection in Copper // Science. 1998. - V.279. - P. 1525-1527.

28. Swaminarayan S., Lesar R., Lomdahl P. and Beazley D., Short-range dislocation interaction. Annihilation of Screw dislocations II J. Mater. Res. -1998.- V.13.-N.12. P.3478-3484.

29. Schiotz J., Vegge Т., Jacobsen K.W. Atomistic-scale modelling of the deformations of nanocrystalline metals // Science. 1998. - V.391. -P.561-563.

30. Уап Swygenhoven H., Caro A. and Farkas D. Grain boundary structure and its influence on plastic deformation of polycrystalline FCC metals at the nanoscale: a molecular dynamics study // Scripta mater. 2001. -V.44. - P. 1513-1516.

31. Keblinski P., Wolf D., Gleiter H. Molecular-dynamics simulation of grain-boundary diffusion creep // Interface science. 1998. - V.6. - P.205-212.

32. Keblinski P., Wolf D., Phillpot S.R., Gleiter H. Structure of grain boundaries in nanocrystalline palladium by molecular dynamics simulation // Scripta mater. 1999. - V.41. - P.631-636.

33. Schonfelder В., Wolf D., Phillpot S.R., Furtkamp M. Molecular-dynamics method fot the simulation of grain-boundary migration II Interface science. 1997. - V.5. - P.245-262.

34. Псахье С.Г., Зольников К.П. Об аномально высокой скорости перемещения границ зерен при высокоскоростном сдвиговом нагружении // Письма в ЖТФ. 1997. - Т.23. - N. 14. - С.44-48.

35. Псахье С.Г., Зольников К.П., Сараев Д.Ю. Изменение структурного состояния границ зерен при высокоскоростном механическом нагружении // Физика горения и взрыва. 1999. - N.6. - С.44-48.

36. Falk M.L. Molecular-dynamics study of ductile and brittle fracture in model noncrystalline solids // Phys. Rev. B. 1999. - V.60. - N.10. -P.7062-7070.

37. Falk M.L. Deformation and Fracture in Amorphous Solids. Ph.D. thesis. University of California, Santa Barbara, USA, 1998.

38. Zhou S.J., Gronbech-Jensen N., Bishop A.R., Lombdahl P.S., Holian B.L. A nonlinear-discrete model of dynamic fracture instability // Physics1.tters A.-I997. V.232. - P.l 83-188.

39. Abraham F.F., Brodbeck D., Rudge W.E., Xu X. A molecular dynamics investigation of rapid fracture mechanics И J. Mech. Phys. Solids. V.45. -N.9. -P.1595-1619.

40. Abraham F.F., Schneider D., Land B. et al. Instability dynamics in three-dimensional fracture: an atomistic simulation // J. Mech. Phys. Solids. -V.45. -N.9. P.1461-1471.

41. Abraham F.F., Broughton J.Q., Davidson B.N. Large-scale simulations of crack-void and void-void plasticity in metallic fee cryctals under high strain rates I/ Journal of Computer-Aided Materials Design. 1998. - V.5. - P.73-80.

42. Abraham F.F. Crack dynamics in brittle fracture: An atomistic study// Nucl. Instr. and Meth. in Physics Research B. 2001. - V.180. - P.72-76.

43. Furuya Y., Noguchi H., Schmauder S. Molecular dynamics study on low temperature brittleness in tungsten single crystals // International Journal of Fracture. 2001. - V.107. - P.139-158.

44. Rrivtsov A.M. Computer simulation of spall crack formation // Structural Dynamics. EURODYN '99. Fryba & Naprstek (eds), Balkema Rotterdam, 1999. - P.475-477.

45. Krivtsov A.M. Relation between spall strength and mesoparticle velocity dispersion // International Journal of Impact Engineering. 1999. - V.23. p.477-487.

46. Krivtsov A.M., Mescheryakov Y.I. Molecular dynamics investigation of spall fracture // Proceedings ofSPIE. St.-Petersburg, 1999. - V.3687. -P.205-212.

47. Krivtsov A.M. Influence of velocity dispersion on spall strength of material // ZAMM-Z. Angew. Math. Mech. 1999. - V.79. - N.S2. -P.511-512.

48. Krivtsov A.M., Wiercigroch M. Molecular dynamics simulation of mechanical properties for polycrystal materials // Mater. Phys. Mech. -2001.-V.3.-P.45-51.

49. Псахье С.Г., Хори Я., Коростелев С.Ю. и др. Метод подвижных клеточных автоматов как инструмент для моделирования в рамках физической мезомеханики II Изв. вузов. Физика. 1995. - Т.38. -N.11.- С.58-69.

50. Псахье С.Г., Дмитриев А.И., Шилько Е.В. и др. Метод подвижных клеточных автоматов как новое направление дискретной вычислительной механики. I. Теоретическое описание // Физическая Мезомеханика. 2000. - Т.З. - N.2. — С.5-15.

51. Псахье С.Г., Чертов М.А., Шилько Е.В. Интерпретация параметров метода подвижных клеточных автоматов на основе перехода к континуальному описанию // Физическая Мезомеханика. 2000. -T.3.-N.3. - С.93-96.

52. Попов B.JL, Псахье С.Г. Теоретические основы моделирования упругопластических сред методом подвижных клеточных автоматов // Физическая Мезомеханика. 2001. - Т.4. - N. 1. - С. 17-28.

53. Ercolessi F., Andreoni W., Tosatti E. Melting a small gold particles: mechanism and size effects II Phys. Rev. Lett. 1991. - V.66. - P.911-915.

54. Nielsen O.H., Sethna J.P., Stoltze P. et al. Melting a copper cluster: critical-droplet theory// Europhys. Lett. 1994. - V.26. - P.51-56.

55. Bilalbegovic G., Lutz H.O. The onset of a liquid-vapor transition in metallic nanoparticles И Chemical Physics Letters. 1997. - V.280. -P.59-65.

56. Жуков М.Ф., Солоненко О.П. Высокотемпературные запыленные струи в процессах обработки порошковых материалов. -Новосибирск, ИТ СО АН СССР, 1990, 516с.

57. Хасуй А. Техника напыления. -М.: Машиностроение, 1975, 288с.

58. Кудинов В.В., Иванов В.М. Нанесение плазмой тугоплавких покрытий. -М.: Машиностроение, 1981, 192с.

59. Бартенев С.С., Федько Ю.П., Григоров А.И. Детонационные покрытия в машиностроении. JL: Машиностроение, 1982, 215с.

60. Zhukovskii Yu.F., Kotomin E.A., Jacobs P.W.M., Stoneham A.M., Harding J.H. Comparative theoretical study of the Ag-MgO (100) and ( 110) interfaces // Surface Science. 1999. - V.441. - P.373-383.

61. Musolino V., Selloni A., Car R. Atomic and electronic structure of Cu clusters on MgO // Surface Science. 1998. - V.402. - P.413-417.

62. Worren Т., Hansen K.H. et al. Copper clusters on Al203/NiAl(110) studied with STM // Surface Science. 2001. - V.447. - P.8-16.

63. Volinsky A.A., Moody N.R., Gerberich W.W. Interfacial toughness measurements for thin films on substrates // Acta Materialia. 2002. -V.50. - P.441-466.

64. Staia M.H., Ramos E. et al. Effect of substrate roughness induced by grit blasting upon adhesion of WC-17% Co thermal sprayed coatings // Thin Solid Films. 2000. - V.377. - P.657-664.

65. Dutta I., Munns С .В., Dutta G. An X-ray diffraction (XRD) study of vapor deposited gold thin films on aluminum nitride (A1N) substrates // Thin Solid Films. 1997. - V.304. - P.229-238.

66. Warren B.E. X-Ray Diffraction. Addison-Wesley, 1969, P.251-298.

67. Muller D., Fromm E. Mechanical properties and adhesion strength of TiN and Al coatings on HSS, steel aluminium and copper characterized by four testing methods // Thin Solid Films. 1995. - Y.270. - P.411-416.

68. Lahmar A., Hmina N., Scudeller Y., Bardon J.P. Correlation between the adhesion and the thermal contact resistance: effect of substrate surface ion bombardment etching // Thin Solid Films. 1998. - V.325. - P.156-162.

69. Панин B.E. Синергетические принципы физической мезомеханики // Физическая Мезомеханика. 2000. — Т.З. - N.6. — С.5-36.

70. Физическая Мезомеханика и компьютерное конструирование материалов: в 2т. / Под ред. В.Е. Панина. Новосибирск: Наука, 1995. - Т.1. - 298с. - Т.2. - 320с.

71. Романова В.А., Балохонов P.P. Моделирование пластической деформации как процесса генерации и эстафетной передачи пластических сдвигов от границ раздела П Физическая Мезомеханика. -2001. Т.4. -N.2.-C.21-27.

72. Макаров П.В., Романова В.А., Балохонов P.P. Моделирование неоднородной пластической деформации с учетом зарождениялокализованных пластических сдвигов на границах раздела // Физическая Мезомеханика. — 2001. Т.4. - N.5. - С.29-39.

73. Псахье С.Г., Уваров Т.Ю., Зольников К.П. О новом механизме генерации дефектов на границах раздела. Молекулярно-динамическое моделирование II Физическая Мезомеханика. 2000. - Т.З. - N.3. -С.69-71.

74. Псахье С.Г., Уваров Т.Ю. и др. Релаксационные процессы в пост-нагруженном материале // Физическая Мезомеханика. 2000. - Т.З. -N.4. - С.29-32.

75. Heino P. Microstructure and shear strength of a Cu-Ta interface // Computational Materials Science. 2001. - V.20. - P. 157-167.

76. Головнев И.Ф., Головнева Е.И., Конев А.А., Фомин B.M. Физическая мезомеханика и молекулярно-динамическое моделирование // Физическая Мезомеханика. — 1998. Т. 1. - N.2. - С.21-33.

77. Могилевский М.А., Мынкин И.О. Картина развития пластической деформации на последовательных стадиях ударно-волнового нагружения кристалла- Новосибирск, 1985. Деп. в ВИНИТИ, N.4115-85.

78. Foiles S.M. Calculation of the surface segregation of Ni-Cu alloys with the use of the embedded-atom method // Phys. Rev. B. 1985. - V.32. -P.7685-7693.

79. Foiles S.M., Baskes M.I., Daw M.S. Embedded-atom method functions for the fee metals Cu, Ag, Au, Ni, Pd, Pt, and their alloys // Phys. Rev. B. -1986. V.33. -P.7983-7991.

80. Rose J.H., Smith J.R., Guinea F., Ferrante J. Universal features of the equation of state of metals // Phys. Rev. B. 1984. - V.29. - P.2963-2969.

81. Garrison B.J., Srivastava D. Potential energy surfaces for chemical reactions at solid surfaces // Annu. Rev. Phys. Chem. 1995. - V.46. -P.3 73-394.

82. Jacobsen K.W., Norskov J.K., Puska M.J. Interatomic interactions in the effective-medium theory // Phys. Rev. B. 1987. - V.35. - P.7423-7442.

83. Cagin Т., Dereli G., Uludogan M., Tomak M. Thermal and mechanical properties of some fee transition metals // Phys. Rev. B. 1999. - V.59. -P.3468-3473.

84. Finnis M.W., Sinclair J.E. A simple empirical N-body potential for transition metals // Phil. Mag. A. 1984. - V.50. - N. 1. - P.45-55.

85. Johnson R.A. Analitic nearest-neighbor model for fee metals // Phys. Rev. B. 1988. - V.37. - P.3924-3931.

86. Johnson R.A. Alloy models with the embedded-atom method // Phys. Rev. B. 1989. - V.39. - P.12554-12559.

87. Voter A.F., Chen S.P. Accurate interatomic potentials for Ni, Al, and Ni3Al // Mat. Res. Soc. Symp. Proc. 1987. - V.82. - P.175-180.

88. Wolff D., Rudd W.G. Tabulated potentials in molecular dynamics simulations // Comput. Phys. Commun. 1999. - V.120. - P.20-32.

89. Головнев И.Ф., Калинина А.П. Применение оператора эволюции для описания динамики гамилътоновых систем. Новосибирск, 1993. (Препринт/ СО РАН. ИТПМ; N.6-93)

90. Allen M.P., Tildesley D.J. Computer simulation of liquids. Oxford University Press, 1987, 385p.

91. Колмогоров A.H. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: Наука, 1986, 534с.

92. Химическая энциклопедия. М.: Большая российская энциклопедия, 1992.

93. Пиндюрин В.Ф. Сибирский центр синхротронного излучения. Краткое описание экспериментальных станций СИ. Новосибирск, 1990. (Препринт/ СО РАН. ИЯФ; N.90-92)

94. Aulchenko V.M., Baru S.E., Dubrovin M.S. et al. One- and two-coordinate detectors in BINP// J. Synchrotron Radiation. 1998. - V.5. -P.263-267.

95. Rhan H. Grazing incidence X-ray diffraction study of the InAs/GaAs interface // Physica B. 1996. - V.221. - P.226-229.

96. Renaud G. Oxide surfaces and metal/oxide interfaces studied by grazing incidence X-ray scattering // Surface Science Reports. 1998. -V.32. - P. 1-90.

97. Creagh D.C., Otieno-Alego V., O'Neill P.M. X-ray reflectivity and grazing angle diffraction studies of the adhesion of protective wax coatings on metal surfaces // Radiation Physics and Chemistry. 2001. -V.61. - P.757-758.

98. Jiang X., Jiang Z. et all. Study of strain and composition of the self-organized GE dots by grazing incident X-ray diffraction // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A. 2001. - V.467-468. -P.362-365.

99. Pelka J.B., Paszkowicz W., Dluzewski P. et all. Characterization of thin films containing Au and Pd nanoparticles by grazing-incidence X-ray diffraction and related methods // Journal of Alloys and Compounds. -2001. V.328. - P.248-252.133

100. Kim Y.W., White G.A., Reibel R. and Smith. R.J. Alloy formation of ultrathin Ni films on Al(lll) surface at room temperature // Surface Review and Letters. 1999.-V.6.-N.5.-P.781-786.

101. Shen P., Guo Z.X., Hu J.D. et all. Study on laser ignition of Ni-33.3at%Al powder compacts / Scripta mater. 2000. - Y.43. - P.893-898.

102. Duszczyk J., Zhou J., Marvina L., Zhuang L.Z. In-situ reactive synthesis of the Ni3Al intermetallic compound and subsequent diffusion bonding with different steels for surface coating II Journal of Materials Science. 1999. - V.34. - P.3937-3950.

103. Зозуля В.Д. О тепломассопереносе между локальными очагами горения в металлических порошковых прессовках при тепловом взрыве ПИФЖ. 1998. - Т.71 - N.3. -С.387-393.

104. Апробация работы и список публикаций по теме диссертации.

105. Болеста А.В., Головнев И.Ф., Фомин В.М. Моделирование процессов в ЗБ-кристаллах на примере меди// Труды XVI Межреспубликанской конференции "Численные методы решения задач теории упругости и пластичности", Новосибирск, 1999, С.37-41.

106. Болеста А.В., Головнев И.Ф., Фомин В.М. Исследование процесса столкновения сферического кластера меди с жесткой стенкой методом молекулярной динамики// Физическая Мезомеханика. -2000,-Т.З-N.5.-C.39-46.

107. Болеста А.В., Головнев И.Ф., Фомин В.М. Состояние в приконтактной области кластера никеля при соударении с жесткой стенкой // Тезисы III Всероссийской конференции молодых ученых "Физическая мезомеханика материалов". — Томск: ИФПМ СО РАН, 2000, С.68.

108. Болеста А.В., Головнев И.Ф., Фомин В.М. Плавление на контакте при соударении кластера никеля с жесткой стенкой// Физическая Мезомеханика -2001. Т.4. - N.1. - С.5-10.

109. Bolesta A.V., Fomin V.M., Sharafutdinov M.R., Tolochko B.P. Investigation of interface boundary occurring during cold gas-dynamic spraying of metallic particles// Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A.- 2001. V.470. - P.249-252.

110. Болеста A.B. Исследование растяжения композиции Al/Ni методом молекулярной динамики // Тезисы Всероссийской конференции молодых ученых "Проблемы механики: теория, эксперимент и новые технологии ". Новосибирск: ИТПМ СО РАН, 2001, С.77.

111. Болеста A.B. Исследование растяжения композиции Al/Ni методом молекулярной динамики // Восьмой Всероссийский съезд по теоретической и прикладной механике. Аннотации докладов. — Екатеринбург: УрО РАН, 2001, С.109.

112. Болеста А.В., Головнев И.Ф., Фомин В.М. МД моделирование плавления сферических кластеров Ni при медленном нагреве и при соударении с жесткой стенкой // Тезисы Международной конференции "Современные проблемы прикладной математики и