Электронная структура и межатомное взаимодействие в интерметаллиде Ni3Al

• Автор: Рубан, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 132 c. : ил

1. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ СТРУКТУРЫ И ИНТЕГРАЛЬНЫХ ПО СПЕКТРУ СВОЙСТВ

1.1. Первопринципные методы

1.2. Метод поевдопотенциала

2. ЗОННАЯ СТРУКТУРА И ЭНТАЛЬПИЯ ОБРАЗОВАНИЯ №3Ае.

МЕТОД ЛМТО

2.1. Двухуровневая схема самосогласованны в ЛМТО

методе для соединений

2.2. Особенности электронного строения интерметаллида №ЬА£

2.3. Энталышя Ьбразования

3. МЕЖАТОМНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ В А/^Ае.

МЕТОД ПОЕВДОПОТЕНЦИАЛА

3.1. Расчет полной энергии №. , АС и ЛЛ3А£
3.2. Ковалентные эффекты в фазах со структурой Ц-*
3.3. Динамика решетки и энтропия образования Мс3 АС
4. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ АТОМОВ ПРИМЕСИ ПО ПОДРЕШЕТКАМ УПОРЯДОЧЕННЫХ ФАЗ С ДВУМЯ ТИПАМИ УЗЛОВ
4.1. Применение метода статических концентрационных
волн для легированных фаз со структурой
4.2. Метод априорного определения распределения атомов примеси в почти упорядоченных фазах с
двумя типами узлов
4.3. Полная энергия, энергия упорядочения и размещение атомов примеси в М.ЬД£
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ. ТЕОРЕТИКО-ГРУППОВОЙ АНАЛИЗ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ
СПЕКТРОВ В ФАЗАХ СО СТРУКТУРОЙ

Актуальность темы
Упорядоченная ^'-фаза - интерметаллид на основе имеет исключительное значение в современных никелевых сплавах. Одной из важнейших задач в металлофизике этих сплавов является установление закономерностей влияния легирования на свойства упорядоченной й'-фазы. Отсутствие данных об энергетических параметрах феноменологических теорий затрудняет их использование для этой цели. Кроме этого, феноменологический подход к исследованию процессов упорядочения не позволяет ответить на вопроо о том, какой из элементов интерметаллида будет замещен примесью. В то же время для никелевых сплавов на основе Л/цАС он приобретает оообую важность, так как их свойства в значительной степени определяются характером распределения легирующего элемента по подре-шеткам интерметаллида.
Это обуславливает актуальность изучения интерметаллидов на основе №ьА£ о помощью современной электронной теории твердого тела. Первопринципные методы расчета зонной структуры позволяют описывать особенности электронного спектра, получить данные о величине ковалентной составляющей в межатомной связи,о степени локализации с) -электронов, о переносе заряда; изучить возможности применения метода модельного поевдопотенциала для расчета интегральных по спектру термодинамических свойств интерметаллида HiъAt
В работе показано,что развитие и применение первопринцшшых методов расчета зонной структуры и поевдопотенциала позволяют объяснить физические причины высокой термодинамической стабильности №ЬА£ и прогнозировать эти свойства при изменении состава.
Актуальность и практическая направленность теш диссертаци-

онной работы подтверждаются выполнением ее в соответствии о координационным планом научно-исследовательских работ на 1981-1985гг. Научного Совета по конструкционным материалам для новой техники АН СССР.
Целью работы является расчет из первых принципов электронной структуры интерметаллида 1МсъАС- для обоснования выбора моделей и методов при описании его атомных свойств, а также исследование ряда закономерностей, наблюдающихся цри легировании V- фазы.
Научная новизна
Разработана двухуровневая охема самосогласованна для соединений в ЖГО методе. Получены выражения для многочаотичного вклада в Фурье-образ потенциала смешения фаз оо структурой 14 а и установлена сходимость ряда теории возмущений при расчете полной энергии МцАС в методе модельного поевдопотенциала. Проведен теоретико-групповой анализ фононных спектров для структуры
лучены уравнения для температурной и концентрационной зависимости параметров дальнего порядка в трехкомпонентных фазах со структурой 4.4-2. на основе совместного применения методов статистикотермодинамической теории и поевдопотенциала. Предложен метод априорного определения распределения атомов примеси по подрешеткам интерметаллида. Раочитаны электронный и фононный спектры в ЛЦА£ Изучено влияние примеси на полную энергию, энергию образования, энтальпию и энтрапию образования и распределение легирующих атомов по подрешеткам 'и'-фазн.
Практическая значимость
Развитый в работе подход учета влияния легирующих элементов на свойства Асъ № может послужить основой для прогнозирования тенденций изменения межатомной связи и термодинамической стабильности интерметаллидннх сплавов. Он дает возможность объяснить и

хуже (см.таблицу 3.2).
Полученные данные о полной энергии Мс. и позволяют
рассчитать энтальпию образования в методе псевдопотенциала во втором порядке теории возмущений. Методика учета высших порядков в А/«; ъ А£ и соответствующие расчеты будут проведены в следующем параграфе.
При расчете энтальпии образования воспользуемся формулами
(2.14) и (1.14). Результат - = - 1.69'Ю-2 ат.ед/ион
находится в хорошем соответствии с экспериментальными данными Хальтгрена /93/, Друговой /94/ и первопринципными расчетами (см. раздел 2.3).
Полезным в смысле корректировки данных по термодинамическим функциям и фазовым равновесиям является также расчет энергии образования фазы /69/ - разности энергии интерметаллида Акъ А£ и
энергии смеси сосуществующих в нем на фазовой диаграмме при Т-Ок А/: и интерметаллида Мс А£ ;
ДЕ ' ^ Х/£уАе ~ £ ^Мс + (3.6)
где Е - энергия р> -фазы стехиометрического состава, имеющей кристаллическую структуру В2. Расчет энергии А/с4£ проводился также,как и для А/:ЪА£ по формуле (1.14) с энергией упорядочения &~17 = !/$ ^ V (414.) /69/с параметром дальнего
порядка равным единице.
Знак ьЬ показывает энергетическую выгодность фазы М1ЪК0. по отношению к распаду на Ак и № А£ . Вычисленное значение = - 0,0202 ат.ед./ион говорит о том,что фаза Д/съАе является термодинамически стабильной.