Рентгенографическое исследование расплавов алюминия с никелем и образующихся из них при кристаллизации твердых фаз

• Автор: Поляков, Александр Алексеевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 170 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1. Основные представления о строении жидкости. Система Аь 1.

1.1. Основные подходы к описанию структуры жидкости.

1.2. Физикохимические свойства жидких и твердых сплавов системы алюминий никель

1.2.1. Твердые фазы системы алюминий никель.

1.2.2. Жидкофазная область системы алюминий никель

ВЫВОДЫ.

2. Методика эксперимента и обработки экспериментальных данных .

2.1. Установка для рентгенодифракционного исследования расплавов. Методика эксперимента и оценка погрешностей измерений

2.2. Математическая обработка полученных данных

2.2.1.Дифракционные методы определения структуры жидкости
2.2.2. Определение твердосферных характеристик, коэффициентов кинематической и динамической вязкости, атомной плотности расплава по первому максимуму структурного фактора
2.2.3. Программы обработки дифракционных данных.
ВЫВОДЫ.
3. Исследование строения жидкой фазы системы алюминий никель.
3.1. Структура расплава А1 , зависимость от состава.
3.2. Изменение структурных характеристик расплава с температурой
3.2.1. Жидкий алюминий структурные превращения
3.2.2 Расплавы системы алюминий никель
ВЫВОДЫ.
4. Исследование жидкой и твердых фаз системы Аъ 1 при
ТЕМПЕРАТУРАХ НИЖЕ ЛИНИИ ЛИКВИДУС ДИАГРАММЫ СОСТОЯНИЯ
4.1. Анализ свойств жидкой фазы.
4.2. Характеристики твердых фаз
4.2.1. Фазовый состав, параметры элементарной ячейки кристаллических фаз и внешний вид образцов
4.2.2. Текстура кристаллических фаз
4.2.3. Обсуждение результатов исследования кристаллических фаз 6 ВЫВОДЫ
5. Геометрические модели квазипериодических структур в двух и трех измерениях построение с применением операций симметрии из симметричных элементов.
5.1. Квазикристаллы новый тип твердого состояния вещества с квазипериодическим расположением атомов.
5.1.1. Основные направления геометрического моделирования квазипериодических структур.
5.2. Квазипериодическая структура на плоскости построение с помощью операций симметрии
5.3. Квазипериодическая структура в трех измерениях построение из
икосаэдров двух размеров с использованием операций симметрии.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Литература


Анализируя вид структурных факторов и функций радиального распределения атомов, авторы показывают наличие в металлических расплавах не только микроупорядочений кристаллического типа, но также и икосаэдрических. При этом отмечается, что появление икосаэдрического упорядочения обычно происходит при температурах вблизи температуры плавления металлов с ГЦКрешеткой. В работах украинской школы 4,5 также достаточно успешно моделируются кривые ФРРА жидких металлов и сплавов размытием кристаллической решетки. Квазиполикристаллическая модель строения металлических расплавов развивается в работах В. И.Архарова, И. ОЦК, ГЦК, ОЦТ, ГПУсоответственно объемноцентрированная кубическая, гранецентрированная кубическая, объемноцентрированная тетрагональная, гексагональная плотноупакованная структуры. Разупорядоченная зона образует в расплаве непрерывную трехмерную ячеистую сеть, заполняющую промежутки между кластерами, беспорядочно ориентированными друг относительно друга. Кластеры и разупорядоченная зона являются термодинамически неустойчивыми, непрерывно перерождающимися друг в друга. Соотношение объемов, занятых кластерами и разупорядоченной зоной, определяется температурой расплава. С повышением температуры доля кластеров уменьшается, а доля разупорядоченной зоны увеличивается. Температура, при которой кластеры полностью разрушаются, характеризуется перегибами на температурной зависимости структурночувствительных свойств расплавов , . В работах Бродовой И. Г., Попеля П. С., Поленц И. В. рассматривается несколько иной подход при описании микронеоднородного состояния двухкомпонентных и многокомпонентных расплавов. Описывая аналогичные изменения вязкости и плотности расплавов, отмечается , неустойчивость свойств низкотемпературных микронеоднородных расплавов. Такая неустойчивость исчезает после перегрева выше некоторой критической температуры, обычно на 0 0 К выше температуры плавления. Отмечая, что такие явления характерны для эвтектических систем, а также систем с расслоением, авторы связывают их с метастабильными состояниями коллоидного типа. Следует отметить, что в этом случае коллоидные микрокапли имеют химический состав, отличный от суммарного состава, и более устойчивы, чем кластеры. При изучении двухкомпонентных и многокомпонентных расплавов встает вопрос о сортовом микроупорядочении в жидкости. А выше атомной доли компонента А в случае центрального атома типа А квазиэвтектическое строение 3 доля соседей сорта А выше в случае центрального атома типа В микронеоднородное строение с преимущественным соседством разнородных компонентов иногда применяют термин квазихимический ближний порядок. Естественно, что химическое упорядочение выражается в структурных, межатомных упорядочениях типы и размеры микрогруппировок, типы межатомных связей. В то же время простой учет такого упорядочения, введение доли атомов, показывающей отличие от статистического распределения в ту или иную сторону, позволяет описать вид кинематических и термодинамических зависимостей характеристик двухкомпонентного расплава в зависимости от состава , . Введение дополнительных характеристик типов микрокластеров АхВуу существующих в расплаве, позволяет описать еще точнее термодинамические характеристики разнообразных жидких сплавов . Аналогичный подход по отношению к описанию структуры двухкомпонентных расплавов, то есть представление о существовании в расплаве различных типов группировок, позволяет неплохо описывать концентрационные зависимости структурных характеристик расплавов, полученных на основании дифракционных исследований 1,4,5. Рассмотрим более подробно однородный подход к описанию свойств жидкости. Как ранее было отмечено, нулевым приближением является твердосферная модель, с помощью которой возможно описание многих структурных, термодинамических и кинетических свойств двойного расплава. Для этого необходимо задавать пять характеристик диаметры твердых сфер каждого компонента, атомную долю компонентов, плотность упаковки то есть долю общего объема, приходящуюся на сферы и температуру расплава .