LU konference
Piektdien, 7. februārī, plkst. 10.00 LU Cietvielu Fizikas institūtā (CFI), Ķengaraga ielā 8, 2. stāva zālē, notiks LU Fizikas un astronomijas zinātnes nozares specializētās promocijas padomes atklātā sēde, kurā promocijas darbu fizikas zinātņu doktora grāda iegūšanai aizstāvēs ALEKSEJS GOPEJENKO.
Alekseja Gopejenko promocijas darba tēma ir Itrija un skābekļa nogulsnējumu fcc-Fe kristālrežģī modelēšana no pirmajiem principiem.
Anotācija: Izkliedēto oksīdu stiprinātie (Oxides Dispersed Strengthened, ODS) tēraudi tiek uzskatīti par perspektīviem materiāliem nākotnes kodolsintēzes reaktoriem. Oksīdu tēraudu izmantošana ļauj palielināt reaktora darba temperatūru par 100℃, kas ievērojami uzlabo tā efektivitāti. Kā itrija oksīda daļiņu izmēri, tā arī telpiskais sadalījums, kas var ietvert, piemēram, titāna atomus, kas dabiski izplatās tēraudos, ietekmē ODS metālu mehāniskās īpašības un to izturību pret starojumu. Tomēr oksīdu daļiņu veidošanās mehānismi ODS tēraudos vēl nav pilnībā noskaidroti.
Šis promocijas darbs ir pirmais sistematizētaiss pētījums par starpatomu mijiedarbību ODS nanoklasteros, sintezētos fcc-Fe režģī. Izvēlētā pieeja ab initio aprēķiniem, kas veikti fcc-Fe režģī, tika pārbaudīta pēc tādiem pamatparametriem kā režģa konstante, elastības modulis, kohēzijas enerģija, kā arī VFe vakances veidošanās enerģija. Aprēķinu rezultāti ir labi saskaņoti gan ar eksperimentālajiem datiem, gan ar citiem teorētiskajiem pētījumiem. Tas nozīmē, ka šajā darbā izmantotās metodes ļauj iegūt ticamus rezultātus.
DFT PAW metode tika izmantota, lai veiktu fcc-Fe režģa pamatīpašību lielā mēroga aprēķinus un atsevišķas vakances, O, Ti un Y piemaisījumu ietekmi uz šīm īpašībām. Tādam aprēķinātām fcc-Fe režģa telpiskām īpašībām, kā režģa konstante, elastības modulis un kohēzijas enerģija, ir labā kvalitatīvā saskaņā. Novērtēta atsevišķo defektu veidošanās enerģija, kā arī vakances veidošanās enerģija. Pēdējais rezultāts labi saskaņojas ar citu modelēšanu rezultātiem. Ir konstatēts, ka, lai sasniegtu ticamus rezultātus, ir vajadzīga superšūna ar 4 × 4 × 4 paplašinājumu, 800 eV nogriešanas enerģija un k-punktu kopas izmēri 7 × 7 × 7.
Tika veikta modelēšana piemaisījumu pāriem fcc-Fe režģī: YFe-YFe, YFe-VFe, YFe-OFe, YFe-Ooct, TiFe-TiFe, TiFe-VFe, TiFe-OFe, TiFe-Ooct, OFe-OFe, VFe-VFe, and O-VFe., kas atrodas dažādos savstarpējos attālumos. Tam sekoja sarežģītāko konfigurāciju, tādu, ka trīs vai četras VFe, vai itrija piemaisījuma atoms ar divām vai trijām VFe vakancēm, aprēķini.
Tika veikti arī trīs piemaisījumu atomu YFe-OFe-YFe, YFe-Ooct-YFe, TiFe-OFe-TiFe, TiFe-Ooct-TiFe, YFe-OFe-TiFe (1. attēls), YFe-Ooct-TiFe konfigurāciju lielā mēroga aprēķini, tomēr neiekļaujot VFe vakances.
a)
| b)
| c)
| Fe |
|
O |
| |||
Y |
| |||
Ti |
|
1. attēls. YFe un TiFe atomu modeļi kā 1NN (a), 2NN (b) un 3NN (c) kaimiņi, kamēr OFe ir 1NN attālumā no abiem YFe un TiFe atomiem.
Izmantojot kustinošas elastīgās joslas (Nudged Elastic Band, NEB) metodi tika aprēķinātas migrācijas enerģijas un trajektorijas itrija atomam, kuram ir lielākais diametrs no visiem šajā pētījumā izskatītiem atomiem, kā ideālajā, tā arī fcc-Fe režģī ar defektiem. Šajā promocijas darbā iegūti rezultāti ir svarīgs solis itrija oksīda daļiņu nogulsnēšanas modelēšanā, kas ir nepieciešama ODS tēraudu veidošanās mehānisma noskaidrošanai.
Aprēķinu rezultāti ir sistematizēti un nodoti mūsu partneriem IAM-AWP (KIT), Karlsrūē, lai izveidotu datu bāzi par mijiedarbību starp dzelzs režģa defektiem, kas ļautu izmantot šos rezultātus kā pamatu ODS tēraudu veidošanās turpmākai ab initio kā arī turpmākai kinētiskajai Monte-Karlo modelēšanai.
Promocijas darba recenzenti: Dr.habil.phys. Juris Purāns (LU CFI); Dr. Matthias Krack (Group leader of Multiscale Materials Modelling Group, Paul Scherrer Institute, Šveice); Prof. Andrei Ruban (Department of Materials Science and Engineering, Royal Institute of Technology (KTH), Zviedrija).
Specializētā padome: Dr.habil.phys. Uldis Rogulis - specializētās padomes priekšsēdētājs, Dr. habil.phys. Linards Skuja – specializētās promocijas padomes priekšsēdētāja vietnieks, Dr. phys. Dmitrijs Bočarovs, Dr.habil.phys. Juris Purāns, Dr.habil.phys. Donats Millers, Dr.phys. Aleksejs Kuzmins, Dr.phys. Onufrijevs Pāvels, Dr. phys. Jānis Virbulis.
Ar promocijas darbu var iepazīties LU Zinātniskajā bibliotēkā, Raiņa bulvārī 19, un Akadēmiskajā bibliotēkā, Rūpniecības ielā 10.
Par Fizikas, matemātikas un optometrijas fakultāti.
Latvijas Universitātes Fizikas, matemātikas un optometrijas fakultāte ir Latvijas Universitātes akadēmiska pamatstruktūrvienība, kas izveidota akadēmiskās darbības organizēšanai sekojošās zinātņu nozarēs: fizikas un matemātikas nozarē, tajā skaitā, medicīniskās fizikas apakšnozarē.
