Solid state diffusion

The workshop is composed of two main parts: the first part devoted to atomistic Monte Carlo simulations and the second part devoted to the Phase Field modelling. In each part a lecture will be accompanied by exercise activities

Self-diffusion in a triple-defect A-B binary system : Monte Carlo simulation

In this comprehensive and detailed study, vacancy-mediated self-diffusion of A- and B-elements in triple-defect B2-ordered ASB1-S binaries is simulated by means of a kinetic Monte Carlo (KMC) algorithm involving atomic jumps to nearest-neighbour (nn) and next-nearest-neighbour (nnn) vacancies. The systems are modelled with an Ising-type Hamiltonian with nn and nnn pair interactions completed with migration barriers dependent on local configurations. Self-diffusion is simulated at equilibrium and temperature-dependent vacancy concentrations are generated by means of a Semi Grand Canonical MC (SGCMC) code. The KMC simulations reproduced the phenomena observed experimentally in Ni-Al intermetallics being typical representatives of the 'triple-defect' binaries. In particular, they yielded the characteristic ‘V’-shapes of the isothermal concentration dependencies of A- and B-atom diffusivities, as well as the strong enhancement of the B-atom diffusivity in B-rich systems. The atomistic origins of the phenomenon, as well as other features of the simulated self-diffusion such as temperature and composition dependences of tracer correlation factors and activation energies are analyzed in depth in terms of a number of nanoscopic parameters that are able to be tuned and monitored exclusively with atomistic simulations. The roles of equilibrium and kinetic factors in the generation of the observed features are clearly distinguished and elucidated

Defects thermodynamics and self-diffusion kinetics in binary A-B alloy with triple defect: Monte Carlo simulation

Związki międzymetaliczne krystalizujące w nadstrukturze B2 charakteryzująsię unikalnymi właściwościami, pożądanymi z punktu widzenia nowoczesnej in-żynierii materiałowej. Do tej grupy zaliczają się niektóre stopy bazujące naaluminium, takie jak NiAl, FeAl, czy CoAl. Stopy te łączą stosunkowo niskągęstość ze stabilnością w wysokich temperaturach.Równolegle do prac eksperymentalnych, interesujące jest opracowanie teore-tyczne obserwowanych w tych związkach zjawisk. Taki opis powinien zaczynaćsię na poziomie atomowym, gdzie badana jest wzajemna konfiguracja i oddzia-ływanie atomów w sieci krystalicznej.W niniejszej pracy przedstawione zostanie wykorzystanie metod Monte Carlo(MC), w szczególności technik SGCMC (Semi Grand Canonical Monte Carlo)i KMC (Kinetic Monte Carlo) w modelowaniu dwuskładnikowego związku mię-dzymetalicznego A-B, zawierającego wakancje V i naśladującego charaktery-styczne właściwości stopu NiAl, zwłaszcza tworzenie tzw. defektu potrójnego.Oddziaływania międzyatomowe zostaną opisane potencjałami Isinga w dwóchstrefach koordynacyjnych. Dzięki metodzie SGCMC możliwe okaże się określenierównowagowej koncentracji wakancji Cv w układzie. Wyznaczone zostaną konfi-guracje atomowe w stanie równowagi termodynamicznej dla różnych temperaturi stechiometrii A:B (SGCMC). Oszacowany zostanie współczynnik samodyfuzjii jego zależność temperaturowa (KMC), przy uwzględnieniu przeskoków atomówdo wakancji w pierwszej (NN) i drugiej strefie koordynacyjnej (NNN).Intermetallic compounds ordered in B2 superstructure, like NiAl, FeAl, or CoAl, show unique physical properties, important for modern material engineering. These include low density, high melting point, and thermal stability in high temperatures. In this work, different phenomena characteristic for NiAl alloy are investigated in atomic scale, using A-B binary system described by Ising-type potentials in two coordination zones, with vacancies V treated as a third component. Semi Grand Canonical Monte Carlo (SGCMC) techniques are used to determine equilibrium vacancy concentration and atomic configuration in a wide temperature range. Finally, Kinetic Monte Carlo (KMC) method is applied to investigate the kinetics of self-diffusion process

Atomistic model of the triple defect AxBy systems

Celem niniejszej pracy licencjackiej było stworzenie atomistycznego modeluukładu typu AxBy z defektem potrójnym. Wykorzystano model Isinga dla gazusieciowego A,B,V i wykonano obliczenia w przybliżeniu Bragga-Williamsa. Właściwościukładu określano przez numeryczna minimalizacje energii swobodnej jakofunkcji stężeń defektów antystrukturalnych i wakancji. Zbadano tendencje gazusieciowego do rozpadu na fazę atomowa (kryształ) i wakancyjną (otoczenie). Opracowanoalgorytm wyznaczania równowagowego stężenia wakancji w zależności odtemperatury.Wyznaczono optymalny zestaw dwuciałowych potencjałów oddziaływań w I i IIstrefie koordynacyjnej oraz zbadano wpływ poszczególnych potencjałów na parametryukładu. W tym celu rejestrowano zależność temperaturowa parametrów porządkudla kolejnych zbiorów potencjałów. Zbadano wpływ zaburzeń stechiometriiA:B = 0.48:0.52 oraz A:B = 0.52:0.48. Stwierdzono zachowanie charakterystycznedla układów z defektem potrójnym, w szczególności możliwość występowania stałejliczby wakancji strukturalnych na jednej z podsieci.The aim of this work was to create the atomistic model of AxBy system withthe triple defect. Ising model for A,B,V lattice-gas was applied and computation inBragg-Williams approximation was performed. Properties of the system were determinedby minimization of the free energy as the function of vacancies and antisitedefects concentration. The lattice-gas decomposition into vacancy poor (crystal)and vacancy rich (environment) phase was investigated. The algorithm for computingthe equillibrium vacancy concentration in a given temperature was developed.An optimal set of two-bodies interaction potentials in I and II coordinationzones was yielded and the impact of every single potential on the system parameterswas investigated. For this purpose, the temperature dependence of the orderparameters was examined. Finally, the non-stoichiometric A:B = 0.48:0.52 andA:B=0.52:0.48 compounds were investigated. The behaviour characteristic for tripledefect systems was observed, particularly constitutional vacancies formation

Sposób wybłyszczania powierzchni odlewów opis patentowy nr 220381 /

Zgłoszono 19 kwietnia 2012 r.Zgłoszenie ogłoszono 28 październik 2013 r. BUP 22/13.O udzieleniu patentu ogłoszono 30 października 2015 r. WUP 10/15.Nr zgłoszenia P 398879.Tyt. z ekranu tyt.Dostępny także w wersji drukowanej.Tryb dostępu: Internet

Ageing and Keeping Pace with Technology: A Grounded Theory Study on Blind Adults’ Experiences of Adapting to New Technologies

This study investigated blind adults’ experiences of adapting to digital technologies. The authors’ focus was on how they have been experiencing changes implied by digital transformation, which provided the starting point for assessing their prospects and/or limitations for self-development through new technologies in the future. The second point concerned designing technologies for blind adults by adding questions about their specific needs and expectations for digital device designers. To develop these main issues, we planned a qualitative grounded theory study in which 16 blind adults were individually interviewed. It aimed to provide rich descriptions of a selected phenomenon. The research analysis was conducted by using the sociological and philosophical methods, which provided insights into the social assessment of digital development for ageing by blind adults. The data analysis revealed five distinct categories that captured these experiences and expectations: (1) wishing to learn—“Digital technology gives me privacy and independence”; (2) having to learn—“If you do not have new digital devices or do not know how to use them, you end up on the margins of society”; (3) being socially excluded—“Designers of new technologies do not think about blind adults”; (4) fearing to stop understanding—“Technological development is too rapid, it is difficult to be on time while ageing”; and (5) waiting for the changes—“I hope my situation will change in the future”. Together, these five categories form the basis of the core category “Ageing and keeping pace with technology”, which encapsulates the initial adaptation experiences of the interviewees to the technological development. The findings indicate that the blind adults experienced digital devices as tools for improving their well-being, but they also saw them as posing the threat of being socially excluded because of new technology designs and accessibility barriers

Solid state diffusion

The workshop is composed of two main parts: the first part devoted to atomistic Monte Carlo simulations and the second part devoted to the Phase Field modelling. In each part a lecture will be accompanied by exercise activities