У дисертації здобуто такі результати: 1. Розглянуто задачу узагальнення класичної теорії Колмогорова-Джонсона-Мейла-Аврами на випадок декількох одночасно зростаючих фаз. Описано й оцініно геометричні ефекти, що мають місце при взаємодії зародків й обумовлені розходженням швидкостей росту фаз. Розглянуто наближення незалежних фаз і отримано вирази для об'ємних часток конкуруючих фаз у цьому наближенні при залежних від часу швидкостях зародження й росту. Знайдено функції розподілу зародків за розмірами для кожної з фаз. 2. Розвинутий геометріко-імовірносний метод для обчислення об'ємних часток конкуруючих фаз, що, на відміну від підходу Колмогорова, є "диференціальним" як стосовно тимчасової перемінної, так і стосовно просторової. У рамках цього методу одержано вирази для об'ємних часток у різних наближеннях. Одержано оцінки точності наближення незалежних фаз. Показано високу точність цього наближення, як у випадку двох, так і у випадку більшої кількості фаз. Виявлено, що при довільному збільшенні числа фаз погрішність зростає не більше, ніж у два рази. 3. Одержано вирази для об'ємної частки фази, що зароджується на границях зерен, при залежних від часу швидкостях зародження й росту, а також для сферичної та циліндричної форми зародків. З використанням цього виразу одержано рівняння калоріметрічної кривої. Показано, що залежність швидкості росту від часу якісно змінює вид цієї кривої – на її висхідній гілці з’являється додатковий пік або злам. 4. Одержано вираз для об'ємних часток двох конкуруючих фаз, що зароджуються на границях зерен; розглянуто два граничних випадки. У першому з них швидкість зародження повільно зростаючої фази багато більше швидкості зародження швидко зростаючої, у другому – швидкості зародження обох фаз порівняні. Показано, що у першому випадку результат фазового перетворення визначається повільно зростаючою фазою. У другому випадку асімптотика сумарної частки перетвореної речовини на великих часах визначається швидко зростаючою фазою. Цей результат є наслідком одномірності закону росту на великих часах. 5. Розвинуто підхід конкурентного зародкоутворення для опису кінетики затвердіння переохолодженої рідини, що враховує утворення й ріст некристалічних зародків (кластерів) поряд із кристалічними. Розглянуто термодинамічні аспекти проблеми, одержано вирази для рушійних сил процесів зародкоутворення й поверхневих натягів зародків різних типів. Одержано вирази для швидкостей зародження й росту конкуруючих фаз. 6. Проведено розрахунок кінетики затвердіння переохолодженої рідини при фіксованій температурі. Отримано явну залежність від температури об'ємних часток конкуруючих фаз у кінцевому стані. Таким шляхом установлени температурні області утворення кристалічного, аморфного й змішаного аморфно-кристалічного твердого тіла. Розглянуто випадки як двох, так і більшого числа конкуруючих фаз. 7. Розглянуто кінетику затвердіння рідини, охолоджуваної з постійною швидкістю. Проведено чисельний розрахунок значень об'ємних часток кристалічної та аморфної фаз при різних швидкостях охолодження. Отримано залежності об'ємних часток цих фаз у кінцевому стані від швидкості охолодження. Ці залежності дозволяють визначити критичну швидкість охолодження, вище якої рідина перетворюється на поликластерне аморфне тіло. 8. Отримано функції розподілу кристалів і кластерів за розмірами при різних швидкостях охолодження. Вид функцій розподілу також показує, що при швидкостях охолодження більше критичної основна частка речовини знаходиться в некристалічній фазі, а при менших – у кристалічної, або частки обох фаз одного порядку (змішаний аморфно-кристалічний стан). Таким чином, встановлено, що структура полікластеру й, зокрема, середній розмір кластеру, істотно залежать від швидкості охолодження. 9. Розглянуто фазові перетворення метастабільної кристалічної фази високого тиску (HP-фази), що відбуваються при нагріванні: аморфізація й наступна кристалізація. Побудовано модель для розрахунку кінетики цих процесів, що враховує можливість конкурентного утворення аморфної та стабільної кристалічної фаз на границях зерен вихідної метастабільної фази. Поряд з обчисленням об'ємних часток аморфної і кристалічної фаз, також отримано рівняння калоріметричних кривих цих процесів, що дозволяє проводити аналіз калоріметричних вимірів. Описано механізм зародження й росту аморфної фази. Проведено порівняння з результатами експериментів. Розрахована калоріметрична крива процесу аморфізації сплаву Cd43Sb57 якісно і кількісно погоджується з експериментальною. Автор висловлює глибоку вдячність науковому керівнику О.С. Бакаю за пропоновану тему дисертації та підтримку при виконанні роботи, а також А.А. Туркіну і М.П. Лазареву за технічну допомогу. |