Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Computations of RHEED intensities for growing surfaces of GaAs

Mitura Z.

Computer Methods in Materials Science

|

2015

|

Vol. 15, No.4

447--458

EN

A novel and practical algorithm for the determination of intensities in reflection high-energy electron diffraction RHEED) for off-symmetry azimuths is presented. The usefulness of the algorithm is demonstrated for calculations of rocking curves for GaAs. Then the problem of RHEED oscillations that appear during regular growth of nanolayers is discussed. A calculated plot of the oscillation phase is compared with experimental data taken from the literature. Only :he unreconstructed surface of GaAs is considered in this analysis, however, even for such a simplified case, the plot of the theoretical phase reproduces the experimental results reasonably well.

PL

Zaprezentowano nowy, praktyczny algorytm komputerowy do wyznaczania natężeń wiązki zwierciadlanej dla dyfrakcji odbiciowej elektronów wysokoenergetycznych (zakłada się, że padająca wiązka elektronów nie pokrywa się z kierunkami osi symetrii powierzchni kryształu). Użyteczność algorytmu zademonstrowano w obliczeniach krzywych odbicia dla arsenku galu. Następnie omówiono zagadnienie charakterystycznych oscylacji natężenia wiązki odbitej zwierciadlanie, które pojawiają się, gdy wzrost warstw nanostrukturalnych odbywa się w sposób bardzo regularny. W szczególności przeprowadzono porównanie literaturowego wykresu fazy oscylacji uzyskanego na podstawie pomiarów z wykresem sporządzonym na podstawie obliczeń. Uzyskano dobrą zgodność wyników eksperymentalnych i teoretycznych, chociaż w pracy rozważano tylko najprostszy model powierzchni kryształu arsenku galu.

2

Analiza formowania stopów aluminium i magnezu w stanie stało-ciekłym przy użyciu zaawansowanego modelowania komputerowego

Sołek K., Białobrzeski A., Stuczyński T., Mitura Z.

Informatyka w Technologii Materiałów

|

2003

|

T. 3, Nr 3-4

126-137

PL

W niniejszym artykule przestawiono szczegółową analizę procesów odlewania tiksotropowego, prezentując zarówno wyniki doświadczalne oraz numeryczne. Na podkreślenie zasługuje, że uzyskano duża zgodność wyników eksperymentalnych z wynikami zaawansowanych symulacji komputerowych. W podsumowaniu warto omówić główne cechy podejścia zastosowanego w modelowaniu komputerowego, tj. wskazać jego wady i zalety. Otóż modelując proces wypełniania wnęki odlewniczej zastosowano tzw. jednofazowy model materiału. Oznacza to, że fakt współistnienia fazy ciekłej i stałej potraktowano w uproszczony (uśredniony) sposób. Dzięki takim uproszczeniom było możliwe przeprowadzenie bardzo udanych, trójwymiarowych symulacji procesu wypełniania wnęki, śledząc zarówno przepływ materiału oraz towarzyszące mu zmiany pola temperatury. Jednak warto w tym miejscu podkreślić, że w ramach zastosowanego podejścia nie można analizować wszystkich efektów towarzyszących formowaniu tiksotropowemu, między innymi segregacji faz wynikającej z gradientu ciśnienia występującego w formowanym materiale. Kolejny etap prac powinien stanowić poszukiwanie algorytmu pozwalającego opisać tego rodzaju zjawiska, jak również powinien dążyć do udoskonalenia technik pomiarowych pozwalających na łatwy pomiar własności reologicznych. W pracy przedstawiono trójwymiarowe symulacje procesu wypełniania formy odlewniczej. W tym celu został wykorzystany program FORGE3Ž oparty na rozwiązaniu modelu termomechanicznego przy pomocy metody elementów skończonych. Program ten bazuje na schemacie Lagrange'a, który pozwala na precyzyjne zamodelowanie zmian frontu materiału wypełniania wnęki formy. Zastosowanie schematu Lagrange'a w odniesieniu do procesów formowania tiksotropowego jest rzadkim i oryginalnym podejściem. Rezultaty niniejszej pracy potwierdzają przypuszczenie, że w najbliższej przyszłości modelowanie i symulacje komputerowe mogą stać się głównymi narzędziami prac projektowych. Można więc np. oczekiwać,że zakłady przemysłowe będą zainteresowane zatrudnianiem specjalistów z tego zakresu. Prawdopodobnie badania komputerowe pozwolą w niedalekiej przyszłe na istotne zmniejszenie kosztów prac projektów. Brzmi to dość optymistycznie, gdyż powszechnie przyjmuje się, że zmniejszanie kosztów funkcjonowania zakładów przemysłowych jest rzeczą pozytywną. Tak jest w istocie, jednak jeśli nie towarzyszą temu procesowi odpowiednie procedury transformacyjne dotyczące gospodarki całego kraju, może stać się on przyczyną napięć społecznych. Warto więc poświęcić tej spraw kilka zdań komentarza. Zmniejszenie kosztów funkcjonowania zakładów przemysłowych może prowadzić do tego, że tę samą ilość towarów będzie w stanie wytworzyć mniejsza liczba osób. Jeśli osoby 'zbędne' w przemyśle znajdą zatrudnienie w sektorze usług, to oczywiście wpłynie to pozytywnie na poziom życia wszystkich obywateli w kraju. Jednak, aby to faktycznie się wydarzyło w praktyce, konieczne jest stosowanie różnego rodzaju działań stymulujących, w tym np. przeprowadzanie reorganizacji systemu edukacji. W tym kontekście wydaje się ważne aby wyższe uczelnie techniczne modyfikowały odpowiednio szybko swoje programy kształcenia, jak również aby kontrolowały ogólną liczbę absolwentów opuszczających mury uczelni. Jest raczej oczywiste, że w nowych programach kształcenia powinno znaleźć się wiele różnych zajęć dotyczących szeroko rozumianej informatyki. Ale wydaje się też, że skoro w nowoczesnym, zautomatyzowanym przemyśle zatrudnienie może znaleźć coraz mniejszy odsetek ludności, to niestety może stać się konieczne także stopniowe zmniejszanie całkowitej liczby studentów uczelni technicznych. Jest to teza bardzo kontrowersyjna i wymagająca jeszcze dalszej dokładniejszej analizy, jednak w żadnym wypadku nie należy jej lekceważyć. Warto więc dodać, że w krajach wysoko rozwiniętych, wszechstronnej analizie skutków postępu technologicznego poświęca się dość dużo miejsca. Na tej podstawie prognozuje się strukturę zatrudnienia korzystną dla gospodarki i jednocześnie akceptowalną społecznie (np. Feather 2000). W każdym razie wydaje się ważne, aby także w polskiej rzeczywistości dostrzegać źródła potencjalnych problemów możliwie wcześnie, i aby prowadzić na ten temat rzetelną dyskusję opartą na chłodnej ocenie sytuacji.

EN

Metal forming in semi-solid state currently attracts a lot of research effort since only few manufacture steps lead to satisfactory mechanical properties even for complicated shapes. This paper presents recent authors? results for thixocasting. First, a whole technological process is described. Next, numerical modelling of pressure casting die filling (tixocasting process) is described. New constitutive equation parameters are obtained by means of inverse analysis and applied within package FORGE3. The main results are given for Al-Si alloy; however, some preliminary discussion for Mg-Al investigation is also provided. The presented results would seem to prove that reliable numerical simulation of advanced technological processes is possible

3

Studies on the origin of reflection high energy electron diffraction oscillations observed during molecular beam epitaxy

Mitura Z.

Optica Applicata

|

2002

|

Vol. 32, nr 3

253-258

EN

Reflection high energy electron oscillations were observed for the first time in the early nineteen eighties. Currently many researchers who deal with the preparation of two-dimensional systems use them to control precisely the thickness of deposited structures. However, one may easily find in the literature essentially different approaches explaining the origin of the intensity oscillations. In fact, it means that up to now the question of why the intensity oscillations appear is still open. In this paper a combined approach is used to explain the effects observed for the case when small atomic islands are formed at the surface during crystal growth. In this approach changes of the refraction conditions at the surface and changes in diffuse scattering are considered simultaneously.

4

Próba numerycznej symulacji odlewania tiksotropowego

Białobrzeski A., Mitura Z., Sołek K.

Archiwum Odlewnictwa

|

2002

|

R. 2, nr 4

35--49

PL

Priorytetowym celem przedstawianej pracy jest próba opisu poprawnego mechanizmu wypełniania wnęki formy w procesie jej wypełniania stopem w stanie ciekło-stałym o odpowiednio dobranych parametrach reologicznych. Przeprowadzono analizę spotykanych modeli ciał odkształcalnych w warunkach odlewania tiksotropowego. Porównano mechanizm odkształcenia plastycznego z mechanizmem przepływu nieściśliwej cieczy lepkiej poprzez wykorzystanie np. programu FORGE PLAN V2. 7 do symulacji wypełniania relatywnie skomplikowanej wnęki odtwarzającej odlew eksperymentalny przy założeniu, że stop w stanie stało-ciekłym może być opisany równaniem Nortona–Hoffa jako modelem ciała lepkoplastycznego. Należy wspomnieć, że w modelowaniu wykorzystuje się albo odpowiednio zmodyfikowane równanie Navie’a–Stokes’a (w odniesieniu do cieczy) albo wykorzystuje się modele ciała lepkoplastycznego (w odniesieniu do ciała stałego). Ponieważ formowanie tiksotropowe jest granicznym przypadkiem zarówno dla odlewania jak i kucia, więc rozszerzenie obszaru stosowanych rozwiązań jest uzasadnione. W drugiej części pracy podjęto próbę weryfikacji uzyskanych wyników symulacji z wynikami przeprowadzonych eksperymentów.

EN

The aim of presented work is a attempt of mould filling process correct description in process of mould filling with semisolid alloy with properly selected rheological parameters. Plastic strain mechanism and flow impressible liquid mechanism have been compared using FORGE PLAN V2. 7 program for filling process of complex mould cavity simulation. In second part of work were took up attempt of verification obtained results of simulations with carried out experiments result.

5

Numeryczna symulacja tiksotropowego wypełniania formy stopem AlSi.

Sołek K., Wajda W., Pietrzyk M., Mitura Z., Białobrzeski A.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2001

|

R. 46, nr 11

579-583

PL

Priorytetowym zadaniem niniejszej pracy jest opis poprawnego mechanizmu wypełniania formy oraz odpowiedni dobór reologii półciekłego metalu. Przeprowadzono analizę proponowanych w literaturze naukowej modeli ciał odkształconych w warunkach tiksotropowych. W dalszej kolejności przeprowadzono pilotażowe symulacje formowania skomplikowanego kształtu programem Forge2 (R). W symulacji założono model ciała lepko-plastycznego opisanego równaniem Nortona-Hoffa. Wybrane wyniki przedstawiono w formie pól prędkości odkształcenia i naprężeń. Podjęto zatem próbę weryfikacji uzyskanych wyników symulacji z wynikami doświadczalnymi.

EN

The objective of this work is description of the mechanism of die filling and verification of the selection of rheology of metal in semi-solid state. The most important theoretical models taken from literature are discussed. Next the preliminary simulation of net-shape forming is presented. The software Forge2 (R) with the viscoplastic Norton-Hoff constitutive model was used in the simulation. The results of computing are shown in the form of velocity and strain fields. The comparison of the simulation and experiment allowed validation of the model.

6

Computer simulation of reflection high energy electrondiffraction from ultrathin iron layers

Mitura Z., Whelan M.

Archives of Metallurgy

|

2000

|

Vol. 45, iss. 4

371-379

EN

The results of research work on development of new applications of electron diffraction in metallurgy and materials sience are presented. Namely, we investigate in detail the consequences of the use of reflection geometry which enables "in-situ" examination of a material surface during a selected technological process. We demonstrate that in theoretical interpretation of experimental data collected in such a geometry it is essential to take care about the refraction effects. It means that analyzing experimental data one must account not only the geometrical arrangement of atoms at the surface but also specific values of the scattering potential.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad opracowaniem nowych zastosowań dyfrakcji elektronowej w metalurgii i inżynierii materiałowej. W szczególności badane są konsekwencje użycia geometrii odbiciowej, która umożliwia charakteryzację powierzchni materiału bezpośrednio poddanemu procesowi technologicznemu. Zademonstrowano, że teoretyczna interpretacja wyników musi w takim przypadku uwzględniać efekty refrakcji. Oznacza to. że każdy badacz analizujący dane doświadczalne powinien brać pod uwagę w swoich rozważaniach nic tylko ułożenie atomów przy powierzchni lecz także informację o wartościach potencjału rozpraszającego.