Теоретическое изучение стабильности кристаллических структур переходных материалов

• Автор: Татаринская, Ольга Михайловна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 116 c. : ил

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

§ I. Метод модельного псевдопотенциала и его обобщение

на случай переходных металлов

§ 2. Псевдопотенциал Анималу для переходных металлов

§ 3. Сравнение результатов расчетов стабильных структур чистых металлов методом псевдопотенциала с экспериментальными данными. .
§ 4. Сравнение рассчитанных и измеренных температур полиморфных превращений в металлах

§ 5. Фононный спектр и неустойчивость решетки в ГПУ металлах

§ б. Постановка задачи

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ В ТЕОРИИ ПСЕВДОПОТЕНЦИАЛА
§ I. Вычисление полной энергии металлов и сплавов методом псевдопотенциала. Определение стабильной структуры при Т = О К

§ 2. Расчет фононного вклада в свободную энергию

'ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ СТАБИЛЬНОСТИ СТРУКТУР ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ МЕТОДОМ ПСЕВДОПОТЕНЦИАЛА И ИХ СРАВНЕНИЕ С ЭКСПЕРИМЕНТОМ
§ I. Устойчивые структуры некоторых переходных металлов
при Т = О К
§ 2. Результаты расчета полиморфных превращений при конечных температурах
§ 3. Расчеты структурных фазовых переходов в бинарных
сплавах Со при Т = О К
ГЛАВА 4. ИЗУЧЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ГПУ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ РЕШЕТКИ ПРИ ПОЛИМОРФНЫХ ПРЕВРАЩЕНИЯХ МЕТОДОМ ОДНОРОДНОЙ
ДЕФОРМАЦИИ
§ I.Упругая энергия кристалла, тензор структурной деформации и устойчивость ГПУ кристаллической решетки
§ 2.Критерии устойчивости при полиморфном превращении
§ 3.Результаты численного расчета устойчивости решетки
в ГПУ переходных металлах
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

Развитие теории стабильности кристаллических структур в металлах - одна из центральных задач теоретического металловедения, поскольку физические свойства металлов и сплавов теснейшим образом связаны с их структурой. Поведение физических свойств при внешних воздействиях зависит как от особенностей структуры фаз, так и от характера развивающихся в области фазового перехода процессов. Поэтому неслучаен интерес, проявляемый многими исследователями к построению теории стабильности фаз, позволяющей правильно предсказывать устойчивые структуры, существование фазовых переходов, определять характер и область фазового перехода.
В последнее время наибольшее внимание уделяется использованию в теории стабильности метода псевдопотенциала и метода однородных деформаций. Изучение возможностей метода псевдопотенциала показало, что его использование позволяет правильно предсказывать стабильную фазу [I - 3] для непереходных металлов, а также температуру и концентрацию структурных переходов, ход кривых равновесия фаз в сплавах этих металлов. Что же касается возможности использования метода псевдопотенциала для анализа стабильности фаз и фазовых превращений в переходных металлах и сплавах на их основе, то в этом отношении мнения расходятся. Некоторые исследователи отвергают любую возможность использования псевдопотенциалов при изучении стабильности структур переходных металлов, другие считают, что вопрос о возможности такого использования должен стать предметом специального исследования. С нашей точки зрения применение метода псевдопотенциала для изучения стабильности структур переходных металлов является достаточно разумным, поскольку метод псевдопотенциала

допотенциалу. Чтобы показать принципиальную возможность этого, был проведен модельный расчет, в ходе которого варьировалось значение одного из параметров Анималу, в данном случае Р?м -радиуса некулоновской области псевдопотенциала. Было обнаружено, что изменение в сравнительно небольших, ~ 7%, пределах, позволяет получить правильный результат уже во втором порядке теории возмущений. В таблице 5 приведены значения структурно-зависящих энергий, полученные для 2.4 а.е. Величины разностей энергий фаз А/Г при расчете обоими методами получаются одного порядка.
Результаты расчетов с 2.2 представлены в таблице 6.
Легко видеть, что значение полной энергии ГПУ- модификации, рассчитанное согласно (18 (21) , (28) оказалось достаточно близким к оценке, полученной по аналогии с [91] в виде суммы потенциала двукратной ионизации нейтрального атома кобальта и энергии сублимации при Т = 0 К / экспериментальные данные взяты из II20], |Ш]/. На кривых зависимости £(Т) / рис. 2 / относящиеся к кубическим фазам минимумы Е располагаются выше, чем у ГПУ кобальта, то есть при нулевой температуре ОЦК и ГЦК модификации энергетически менее выгодны.
Полученные значения ДЕ показывают, что энергетический барьер для ГПУ- ГЦК перехода много ниже /~7 раз /, чем для ГПУ -ОЦК, что согласуется с расчетами [33], поэтому можно предположить, что при повышении температуры переход к ГЦК структуре произойдет при меньших затратах энергии, чем ГПУ - ОЦК переход.
Этот результат, а также данные о скачке объема АФ согласуются с экспериментом.
Никель. Из эксперимента известно, что при нормальном давлении и при температурах вплоть до температуры плавления никель