Предложена модель образования вакансий в кристалле, выращиваемом из расплава, в результате его неплотной упаковки при кристаллизации. Рассчитана зависимость концентрации вакансий от скорости вытягивания слитка из расплава v, градиента температур на фронте кристаллизации G и параметров диффузионно-дрейфового переноса вакансий в горячей зоне кристалла. Показано, что вакансионный рост кристалла происходит, если параметр Воронкова Е = ^ > Е., где Е. = ^ b'b, здесь ч\ = -^-, N0 и № термодинамические g ■ ' 1-т, 2n 0равновесные концентрации атомов в расплаве и кристалле соответственно, еь энергия кристаллизации атомов, Dls коэффициент диффузии на границе «расплав-кристалл». Предложенная модель позволяет провести оценки режимов роста слитка из расплава.
Показано, что аномальное ускорение диффузии в поверхностных слоях сталей при трении скольжения со смазочным материалом вызвано высокочастотными температурными воздействиями в виде термических ударов, определяемых морфологией контактирующих поверхностей. В результате воздействия термических ударов атом (атом отдачи) покидает кристаллическую решетку, приобретая кинетическую энергию Е кин с образованием пары “междоузельный атом-вакансия ”. Число атомов отдачи превышает число вакансий в 10... 1и раз, поэтому механизм диффузии будет носить преимущественно междоузельный характер. Количество одновременно появившихся атомов отдачи n>>1 в совокупности с столкновениями атомов эстафетного типа позволяет говорить о кооперативном механизме диффузии, кинетические характеристики которого предполагается определить при моделировании диффузионного процесса методом молекулярной динамики.