Атомная структура аморфных сплавов рения с переходными металлами шестого периода

• Автор: Бондарев, Алексей Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 132 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Обзор литературы

1Л. Анализ экспериментальных результатов исследования атомной

структуры аморфных металлических сплавов

1Л Л. Параметры структуры ближнего порядка

1Л .2. Ошибки дифракционного эксперимента

1.2. Компьютерное моделирование атомной структуры аморфных металлических сплавов

1.2.1. Потенциалы межатомного взаимодействия

1.2.2. Статические модели атомной структуры

1.2.3. Релаксированные модели
1.3. Применение теории протекания в исследовании неупорядоченных систем
1.3.1. Решеточные задачи
1.3.2. Нерешеточные задачи
1.4. Постановка задачи
ГЛАВА 2. Методика эксперимента и компьютерного моделирования
2.1. Получение аморфных сплавов методом ионно-плазменного распыления
2.2. Измерение состава исследуемых сплавов методом электронно-зондового рентгеноспектрального микроанализа
2.3. Методика рентгенодифракционного исследования структуры аморфных сплавов
2.4. Методика компьютерного моделирования
2.4.1. Начальное расположение атомов и периодические граничные условия
2.4.2. Метод молекулярной динамики

2.4.3. Расчет структурных характеристик
ГЛАВА 3. Атомная структура аморфных сплавов Re-Т6 (Т6=ТЬ, Та)
3.1. Рентгенодифракционное исследование атомной структуры аморфных сплавов Rei0o-x-Tbx (х=18-89 ат.%)
3.2. Компьютерное моделирование атомной структуры
аморфных сплавов Re-Т6 (Тб=ТЬ, Та)
3.2.1. Полиномиальный потенциал межатомного взаимодействия
3.2.2. Структура аморфных сплавов Rei0o-x-Tax (х=10-45 ат.%)
3.2.3. Структура аморфных сплавов Re]0o-X-Tbx (х=18-89 ат.%) ... 93 Г ЛАВА 4. Анализ атомной структуры аморфных сплавов в рамках теории
протекания
4.1 Кластерная структура и порог протекания в аморфных сплавах Re-Tb
4.2. Фрактальная размерность перколяционного кластера
4.3. Связь кластерной структуры аморфных сплавов Re-Tb
с магнитными свойствами
4.4. Исследование концентрационной зависимости перколяционного радиуса
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Аморфные материалы, благодаря наличию уникального комплекса физических свойств, вызывают большой интерес как с точки зрения фундаментальных проблем физики твердого тела, так и в связи с возможностями их практического применения. При этом исследование атомной структуры является одной из важнейших задач физики аморфного состояния. Однако в данной области исследований существует ряд серьезных проблем и нерешенных вопросов.
Широко распространенные дифракционные методы исследования атомной структуры аморфных сплавов (АС) не позволяют получить трехмерную пространственную картину расположения атомов, что вызывает необходимость построения и анализа компьютерных моделей атомной структуры аморфных материалов, дающих возможность определения координат всех атомов.
Как известно, для кристаллов характерна трансляционная симметрия, для квазикристаллов - поворотная симметрия (мозаики Пенроуза). В аморфных же материалах неизвестны закономерности пространственного расположения атомов. Дифракционные методы исследования атомной структуры АС, так же как и традиционные компьютерные модели, не позволяют установить аналогичные закономерности (правила) пространственного расположения атомов для аморфных материалов. В связи с этим актуальной задачей является разработка новых способов описания структуры аморфных материалов.
Тематика данной диссертации соответствует “Перечню приоритетных направлений фундаментальных исследований”, утвержденных Президиумом РАН (раздел Е2 - “Физика конденсированных состояний и вещества”). Настоящая работа является частью комплексных исследований, проводимых на кафедре физики твердого тела Воронежского государственного технического университета по плану госбюджетной НИР № 01.2.00106973 “Синтез, структура и физические свойства перспективных материалов электронной техники”.

универсальной величиной. При протекании по узлам справедливы формулы: /•ху=0.45±0.02 для плоских решеток и/ху=0.15±0.01 для объемных решеток, где /- плотность упаковки. При протекании по узлам критическая объемная доля примерно одинакова для всех решеток одной и той же размерности [75, 77].
Образование бесконечного кластера есть геометрический фазовый переход. Задачи протекания аналогичны термодинамическим фазовым переходам второго рода, и по аналогии с теорией фазовых переходов были определены различные критические показатели.
Параметром порядка при протекании является мощность бесконечного кластера - вероятность принадлежности узла бесконечному кластеру (рис. 1.5). Критическое поведение этой величины при х->хс, х> хс
или, вводя величину г = (х- хс)/хс , получим Рю(х)~ . Показатель [3 не зависит от типа решетки, а определяется только размерностью пространства: (3= 5/36 » 0.1389 для двумерного и /3& 0.4 для трехмерного протекания.
Характерный пространственный масштаб системы дает длина корреляции £ - характерный размер конечных кластеров при х<хс, а при х>хс - характерный размер пустот в нем. Критическое поведение этой величины дается соотношением
где показатель итак же, как и Д зависит только от размерности решетки: и=4/3 для двухмерной решетки и и=0.88 для трехмерной [76, 78].
Помимо величин Д и V, в теории протекания был определен ряд других критических показателей. Многочисленные расчеты, выполненные различными численными методами, подтверждают идею, заимствованную из теории фазовых переходов второго рода, о том, что критические показатели для всех задач с одной и той же размерностью одинаковы.
Рао(х)~(х-хсУ,
(1.12)
(1.13)