- Details
- Category: Конференции
- Published: 06 March 2023
- Hits: 2110
Рассмотрены химические реакции между деформируемым твердым и диффундирующим компонентами типа реакций окисления или литизации кремния. Реакция сопровождается собственной деформацией превращения и изменением реологических свойств материала. Развит подход к описания химических реакций в деформируемом теле, основанный на концепции тензора химического сродства. Вначале дается постановка связанной краевой задачи «диффузия – химия – механика» в предположении, что реакция локализована на фронте реакции. Обсуждается конкуренция между влиянием химических и механических факторов. Выделены случаи, когда фронт реакции может распространятся без воздействия механических напряжений или только под воздействием механических напряжений. В пространстве деформаций построены запретные зоны, образованные деформациями, при которых фронт реакция не может распространяться.
Развиты процедуры анализа устойчивости фронта реакции и детально исследована конкуренция глобальной кинетики фронта реакции и кинетики роста его возмущений. На примере осесимметричной задачи хемомеханики продемонстрирована дестабилизирующая роль полости в твердом теле.
Затем рассмотрены объемные реакции. Проведена ревизия понятий степени превращения и частично превращенной материальной точки. Степень превращения при этом играет роль параметра фазового поля. На основе выведенной формулы для производства энтропии получено выражение термодинамической силы, управляющей объемной реакцией в деформируемом теле. Показано как термодинамическая (конфигурационная) сила для объемной реакции связана с нормальной компонентой тензора химического сродства, где в качестве нормали выступает нормированный градиент степени превращения. Для степени превращения формулировано кинетическое уравнение. Обсуждаются переход от распределенной в объеме реакции к локализованной.
Работа выполнена за счет гранта Российского научного фонда (проект No 19-19-00552-П).
