Модели атомного строения и свойства некристаллических состояний в конденсированных средах

• Автор: Сайко, Дмитрий Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 268 с. : ил.

1. Концепция несоразмерности и структура границ зерен

1.1. Строение межкристаллитных границ

1.1.1. История проблемы

1.1.2. Модели границ зерен

1.1.2.1. Островковые модели

1.1.2.2. Дислокационные модели

1.1.2.3. Специальные границы

1.1.2.4. Модель структурных единиц

1.1.2.5. Другие модели

1.1.3. Классификация Даринского- Федорова

1.1.4. Постановка задачи

1.2. Одномерная модель несоразмерности
® 1.2.1. Математическая модель одномерной несоразмерности
1.2.2. Основное состояние в модели
1.2.3. Алгоритм Евклида и состояния несоразмерной системы
1.3. Развитие представлений о несоразмерной структуре
1.3.1. Обзор данных о соразмерной и несоразмерной структурах
1.3.2. Модель Йинга
1.3.3. Дьявольская лестница
1.3.4. Развитие представлений о несоразмерных структурах и модель Френкеля - Конторовой
1.4. Граница зерен как случай несоразмерной структуры
1.4.1. Решение уравнения равновесия
1.4.2. Энергия основного состояния
1.4.3. Энергия возбужденного состояния
§ 1.4.4. Спектр возбуждений первой зоны
1.5. Зернограничное проскальзывание
1.6. Атомные механизмы зернограничного внутреннего трения
1.6.1. Тепловые возбуждения в МЗГ общего типа
1.6.2. Конфигурационные возбуждения в контакте плотноупакованная - рыхлая

поверхности
1.6.3. Термодинамические характеристики МЗГ
1.6.3.1. Концентрация вакансий
1.6.3.2. Удельная теплоемкость
1.6.4. Внутреннее трение МЗГ
1.7. Основные результаты и выводы по первому разделу
2. Моделирование структуры аморфных и жидких металлов
2.1. Обзор представлений о структуре металлических стекол и расплавов
2.1.1. Предварительные замечания и определения
2.1.2. Экспериментальные основания для представлений о ближнем и среднем порядке
2.1.3. Моделирование атомной структуры некристаллического состояния вещества
2.1.3.1. Микрокристаллические модели
2.1.3.2. Модели случайно плотноулакованных (СПУ) структур
2.1.3.3. Модель непрерывной неупорядоченной сетки
2.1.3.4. Квазикристаллическая модель
2.1.3.5. Модель Гаскелла
2.1.3.6. Дислокационные модели
® 2.1.3.7. Кластерные модели аморфных структур
2.1.3.8. Атомные модели квазикристаллов
2.1.3.9. Двухуровневая модель металлических стекол (ДУС)
2.1.4. Внутреннее трение в аморфных материалах
2 1.5. Постановка задачи
2.2. Описание атомного строения конденсированного аморфного состояния однокомпонентного вещества на основе модели твердых шаров
2.2.1. Элементарные многогранники
2.2.2. Атомное строение жидкости в модели твердых шаров
2.2.3. Взаимодействие вторых соседей
2.2.3.1. Температурная зависимость концентрации кластеров
2.2.3.2. Дальнейшие уточнения модели
2.2.4. Температура плавления
К 2.3. Атомная структура аморфного состояния однокомпонентного вещества
2.3.1. Постановка задачи
2.3.2. Геометрическое моделирование неупорядоченной структуры
2.3.3. Оценка плотности аморфного состояния

2.4. Атомные механизмы релаксации в двухкомпонентных аморфных сплавах
2.4.1. Постановка задачи
2.4.2. Модельные представления двухъямных конфигураций
2.4.2.1. Четырехатомные ДУС
2.4 2.2. Пятиатомные ДУС
# 2.4.2.3. Шестиатомные ДУС
2.4.2.4. Семиатомные ДУС
2.4.3. Основные результаты и их обсуждение
2.5. Основные результаты а выводы по второму разделу
3. Квантово-механические модели
3.1. Введение
3.1.1. Макроскопические свойства аморфных металлов
3.1.1.1. Теплоемкость аморфных сплавов
3.1.1.2. Теплопроводность аморфных сплавов
3.1.1.3. Затухание ультразвука и релаксационные процессы в области низких температур
3.1.1.4. Удельное сопротивление в аморфных металлах
3.1.2. Квантовомеханическая модель двухуровневых состояний в стеклах
3.1.2.1. Общее рассмотрение
^ 3.1.2.2. Модель
3.1.2.3. Экспериментальные следствия
3.1.3. Постановка задачи
3.2. Взаимодействие электронов проводимости с когерентными туннельными состояниями
3.2.1. Влияние взаимодействия между ДУС на транспортные свойства металлических стекол
3.2.2. Модельные представления
3.2.3. Температурный коэффициент сопротивления
3.3. Энергия атомных кластеров кремния с различной топологией сетки связей232
3.4. Влияние электронной структуры дислокации на подвижность перегибов
3.5. Основные результаты и выводы по третьему разделу
* 4. Основные результаты работы и выводы
5. Литература

(1.24)
где введена новая величина
Атп =[Фя+1]-2[Фп] + [ф„_г]
(1.25)
Если учесть малость смещений , то уравнение (1.24) примет вид
V , - 2к + V , = - Ат + еу
л+1 п Л-1 п п
(1.26)
Последнее уравнение будет справедливо для потенциального рельефа
Учитывая, что эффект несоразмерности полностью определяется величиной (1.25), рассмотрим ее более подробно. Во-первых, описывает локальное распределение атомов и не зависит от выбора начала координат. Во-вторых, величина Дтп должна быть почти-периодической функцией п, принимающей лишь ограниченное число значений для задач, имеющих отношение к реальным процессам в границах зерен. Если рассматривать равновесное состояние цепочки (1.27), то из (1.4) и (1.23) следует
На Рис. 17 показаны основные состояния цепочки с различными к . Отметим, что последовательность Атп будет периодической только для рациональных
значений к. Основные состояния цепочки определяются выражением (1.28). Изменения в этой последовательности приводят к возбужденным состояниям цепочки. Опираясь на величину Атп , можно легко классифицировать возбуждения. Наиболее низкоэнергетические возбуждения будут возникать при условии, что меняется только порядок следования величии &тп , оставляя спектр значений ( 0, ±
1) неизменным. Эти возбуждения лежат в интервале значений параметра несоответствия е (0,к),(1 - к,1) и образуют первую наинизшую зону
“сшитого” из кусочков парабол с коэффициентами д, при условии |г>л | < У4 . Введя обозначение g = 2(сЛ(а) -1) , запишем решение уравнения (1.26)
Ат . е-“!"-''!. (1.27)
(1-28)