Badanie własności cienkich warstw układu NiAl z defektem potrójnym metodami Monte Carlo.

The purpose of this study is to examine the influence of the surface on the long-range ordering in NiAl using simulations method based on the Monte Carlo techniques. The tested compound has promising properties for applications in modern construction materials technology. Low density and very good resistance to high temperatures makes the phase NiAl ideal candidate for the base material for jet engine components.Very interesting is the fact that higher temperature increases the strength of NiAl intermetallic compound. However, this material is very brittle at room temperature, which is already at the production stage a serious constraint. The solution to this problem would be covering a thin layer of NiAl finished parts produced from standard materials.NiAl properties are associated with long-range atomic rearrangement, which is formed by migration of atoms through vacancies. Research on solid systems, revealed the existence of a triple defect in the system of NiAl, which is involved in the ordering system and is responsible for the specific behavior of the intermetallic compound.In this work focuses on determining the impact of layer thickness and surface processes in the system with the B2 superstructure with a triple defect. For this purpose, were used Monte Carlo method. The simulation model of binary AB intermetallic compound based on superstructuring B2, determined the equilibrium concentration of vacancies, and to examine the "order- order" kinetics for samples of different thicknesses. While research has also seen a trend of thin layer of NiAl to create antyphase domains. On the basis of the results can clearly identify changes in properties of thin layer of NiAl in relation to solid materials.

Celem niniejszej pracy jest zbadanie wpływu powierzchni na porządkowanie atomowe w związku międzymetalicznym β-NiAl z nadstrukturą B2 metodami symulacji opartymi na technikach Monte Carlo. Badany związek posiada obiecujące właściwości do zastosowań w nowoczesnej technologii materiałów konstrukcyjnych. Niska gęstość i bardzo dobra odporność na działanie wysokich temperatur czynią z fazy β-NiAl idealnego kandydata na bazowy materiał do elementów silników odrzutowych. Bardzo interesujący jest również fakt, że w podwyższonych temperaturach obserwuje się wzrost wytrzymałości próbek wykonanych ze związku NiAl. Materiał ten jest jednak bardzo kruchy w temperaturach pokojowych, przez co istnieje już na etapie produkcyjnym poważne ograniczenie w otrzymywaniu litych elementów. Rozwiązaniem tego problemu może być pokrywanie gotowych części, wytwarzanych ze standardowych materiałów, warstwą fazy β-NiAl. Wspomniane właściwości związane są z uporządkowaniem atomowym dalekiego zasięgu, które powstaje na drodze migracji atomów za pośrednictwem wakancji. Przeprowadzone badania nad litymi próbkami, wykazały istnienie w układzie z nadstrukturą B2 defektu potrójnego, który bierze udział w porządkowaniu układu i jest odpowiedzialny za specyficzne zachowanie się związku międzymetalicznego β-NiAl.W pracy tej uwagę skupiono na określeniu wpływu grubości warstw i powierzchni na procesy zachodzące w układzie z nadstrukturą B2 z defektempotrójnym. Do tego celu posłużono się symulacjami wykonanymi metodami Monte Carlo. W ramach opracowanego symulacyjnego modelu dwuskładnikowego związku międzymetalicznego AB opartego o nadstrukturę B2, wyznaczono równowagową koncentrację wakancji oraz zbadano kinetykę procesu„porzadek–porzadek” dla próbek o różnej grubości. Podczas prowadzonych badań zaobserwowano również tendencję układu NiAl do tworzenia domen antyfazowych. Na podstawie otrzymanych wyników można jednoznacznie określić zmiany właściwości cienkich warstw fazy β-NiAl w stosunku do litychmateriałów w ramach przyjętego modelu. Przeprowadzone symulacje mogą stanowić pomocne uzupełnienie do badań doświadczalnych.