Структурные модели стеклования чистых металлов и систем типа металл-металлоид

• Автор: Левченко, Елена Владимировна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 161 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. АМОРФНЫЕ МЕТАЛЛЫ И СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ

К ИЗУЧЕНИЮ ИХ СТРУКТУРЫ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

1.1. Кинетика аморфизации

1.2. Критерии аморфизации

1.2.1. Кинетические критерии аморфизации

1.2.2. Структурно-геометрические критерии аморфизаци

1.2.3. Электронные критерии аморфизации

1.3. Экспериментальное определение атомной структуры аморфных материалов с помощью методов рассеяния
1.3.1. Однокомпонентные жидкие и аморфные системы
1.3.2. Многокомпонентные жидкие и аморфные системы
1.4. Статические модели структуры аморфных тел
1.4.1. Анализ структур случайной плотной упаковки
1.4.2. Модель Полка
1.4.3. Модели определенной локальной координации атомов
1.5. Релаксированные модели структуры аморфных тел
1.5.1. Статически релаксированные модели
1.5.2. Молекулярно-динамические модели
1.6. Постановка задачи
Глава 2. МЕТОДИКА КОМПЬЮТЕРНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Моделируемые системы
2.2. Расчетные схемы
2.2.1. Алгоритм метода молекулярной динамики
2.2.2. Алгоритм метода статической релаксации
2.3. Расчет основных характеристик моделей

2.3.1. Измерение термодинамических величин
2.3.2. Структурные функции
2.3.3. Многогранники Вороного
2.3.4. Угловые корреляционные функции
2.3.5. Кластерный анализ структуры
2.4. Оценка ошибок при использовании периодических
граничных условий
Глава 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ
СТЕКОЛ СИСТЕМЫ Ее-М (М: С, В, Р)
3.1. Построение моделей металлических стекол систем
Ее-М (М: С, В, Р) и проверка их адекватности
3.2. Закономерности структурной организации металлических стекол Ее-М (М: С, В, Р)
3.2.1. Локальное атомное упорядочение в системе Ее-С
3.2.2. Локальное атомное упорядочение в системе Ее-В
3.2.3. Локальное атомное упорядочение в системе Ее-Р
3.3. Моделирование структурных и фазовых превращений в сплавах Ее-М (М: С, В, Р) в условиях изохронного изменения температуры
3.3.1. Модель сплава ЕЄ95С
3.3.2. Модель сплава Ре95В
3.3.3. Модель сплава Ее95Р
Глава 4. СТРУКТУРНАЯ МОДЕЛЬ СТЕКЛОВАНИЯ ЧИСТЫХ
МЕТАЛЛОВ
4.1. Процедура молекулярно-динамического моделирования
в условиях изохронного изменения температуры
4.2. Структурные превращения при стекловании модели
жидкого железа

4.3. Структурные превращения при нагреве "мгновенно
закаленной" модели аморфного железа
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

Расчетные структурные характеристики моделей качественно согласуются с экспериментальными данными по рассеянию рентгеновских лучей. Вместе с тем использование в моделях сфер с отличающимися размерами (аморфные сплавы) улучшает это согласие. К недостаткам такого рода моделирования относятся зависимость структуры и коэффициента упаковки модели от выбранного алгоритма, нереально низкие значения плотности моделей, а также снижение коэффициента упаковки от центра глобулы к поверхности [47], т.е. эти модели анизотропны. В принципе относительно легко создать модель, которая либо обладала бы существующей в эксперименте плотностью, либо соответствующей эксперименту ПФРРА. Однако очень трудно получить такую модель, которая одновременно удовлетворяла бы двум условиям сразу. В рамках рассмотренных моделей это сделать невозможно.
1.4.2. Модель Полка
Исследование моделей чистых аморфных металлов представляет большой теоретический интерес, однако в практическом отношении значительно более важны аморфные сплавы, поскольку чистые металлы реально существуют в аморфном состоянии , видимо, только в тонких слоях (до 10-15 нм) и при достаточно низких температурах.
В работе [48] Д. Полк обобщил модель Бернала для систем типа металл -металлоид, содержащих около 80 % металлических атомов. В этой модели атомы переходных металлов образуют СПУ-структуру, а атомы металлоида располагаются внутри трёх больших пор Бернала (тригональная призма, архимедова антипризма, тэтрагональный додэкаэдр). Согласно Полку химическая связь между атомами металла, расположенными в вершинах многогранника, и атомом металлоида, который окружен этими атомами, стабилизирует возникающую структуру Бернала. В этом случае атомы металлоида не соседствуют друг с другом.