Моделирование разупорядочения в твердых телах

• Автор: Батин, Виталий Викторович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Саранск
• Количество страниц: 123 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ДИСПЕРСИИ СМЕЩЕНИЙ АТОМОВ В КРИСТАЛЛАХ ОБЗОР

1.1. Методы определения дисперсии смещений атомов в кристаллах

1.1.1. Определение дисперсии смещений атомов по изменению интенсивностей отражений при изменении температуры
1.1.2. Определение дисперсии смешений атомов по интенсивностям ряда отражений при постоянной температуре

1.1.3. Определение дисперсии смещений атомов по величине диффузного фона

1.1.4. Определение дисперсии смещений атомов с использованием различных теоретических моделей, основанных на принципах физики тврдого тела
1.2. Результаты исследований теплового движения в кристаллах химических элементов и соединений

1.2.1. Чистые металлы кубической сингонии

1.2.2. Чистые металлЕ, гексагональной сингонии

1.2.3. Соединения
1.2.4. Сплавы
ГЛАВА 2. ЭНТРОПИЯ И ПАРАМЕТР БЕСПОРЯДКА
2.1. Подход к проблеме
2.2. Модель Дебая
2.3. Сравнение с экспериментом
2.4 Расчт дисперсии смещений атомов из узлов кристаллической рештки для тугоплавких веществ
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ РАЗУПОРЯДОЧЕПИЯ
3.1. Температурная зависимость дисперсии смещений атомов в металлах и сплавах.
3.2. Определение дисперсии смещений атомов при постоянной температуре
3.3. Плнки ферритовгранатов
3.4. Рентгенографическое исследование строительных материалов
3.4.1. Практическая важность исследуемых материалов
3.4.2. Композиты с вяжущим на основе цемента
3.4.3. Композиты с вяжущим на основе стеклобоя
3.4.4. Упорядочение в смолах при их затвердевании в магнитном поле
ВЫВОДЫ юз
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Результаты расчётов по данной методике в сопоставлении с экспериментальными данными и расчётными значениями, полученными в рамках других моделей. Результаты расчёта температурных зависимостей дисперсии смещения атомов из узлов кристаллической решётки для XV, Мо, ЫЬ и N1. Результаты рентгеноструктурного определения дисперсии смещения атомов из узлов кристаллической решетки для РЬ, 1п и сплавов 1п-Сс1. Экспериментальное доказательство существования корреляции пространственного разупорядочения и коэрцитивной силы плёнок ферритов-гранатов на основе исследования их структурных и магнитных свойств. Экспериментальное подтверждение взаимосвязи пространственного упорядочения, обусловленного изменением фазового состава, в некоторых строительных материалах с изменением механических свойств этих материалов. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Получены температурные зависимости дисперсии смещения атомов из узлов кристаллической решётки для ряда тугоплавких металлов, имеющих широкое практическое применение, в частности, в светотехнической промышленности. Экспериментально определены причины необычною поведения коэрцитивной силы плёнок ферритов-гранатов, являющихся перспективным материалом в области технических приложений. Рентгенографически исследованы фазовые изменения, происходящие в широко применяемых и внедряемых строительных материалах при воздействии на них магнитным полем, внесении минеральных добавок, обработке щелочным раствором. Ряд исследуемых материалов использован в промышленном производстве. Акт о внедрении приведён в Приложении 1. Диссертация состоит из трёх глав. Во введении обосновывается актуальность темы, сформулирована цель работы. Первая глава является обзорной и посвящена рассмотрению современных методов определения дисперсии смещения атомов из узлов кристаллической решётки. В данной главе также приведены результаты основных теоретических и экспериментальных работ на эту тему и дан их краткий анализ. Наибольшее внимание уделяется основным методам расчёта на основании различных теоретических моделей и самому распространённому из экспериментальных методов — рентгеноструктурному. Вторая глава посвящена исследованию модели приведённой ячейке Вигнера-Зейтца (ПЯВЗ) и состоит из двух частей. В первом параграфе определены основы исследуемой модели ПЯВЗ. Во втором параграфе рассмотрена методика расчета энтропии в рамках исследуемой модели в гармоническом приближении. Получена температурная зависимость энтропии в рамках модели ПЯВЗ и по теории Дебая. Таким образом, расчёт температурной зависимости энтропии в гармоническом приближении можно вести не только путём громоздкого численного интегрирования по теории Дебая, но и используя значительно более простое и удобное для расчётов выражение, полученное в рамках исследуемой модели. При этом, как и теория Дебая, данная модель использует лишь один подгоночный параметр. Заметим, что совпадение результатов расчёта свидетельствует в пользу правильности исследуемой модели. В третьем параграфе этой же главы представлены результаты расчётов параметра беспорядка а" в рамках рассматриваемой модели с использованием данных по энтропии. Для кристаллических твёрдых тел параметр а идентифицируется с амплитудой тепловых колебаний атомов из узлов кристаллической решётки v'u2 . Результаты расчётов для металлов с кубическими кристаллическими решетками: меди, алюминия, золота, серебра, натрия, свинца, никеля и хрома; гексагональными кристаллическими решётками: цинка, титана; и ионных кристаллов К. С1, NaCl, LiF, КВт, а также экспериментальные данные приведены на рисунках. Одна из наиболее трудных проблем, которые пришлось решать в данной работе - поиск и систематизация экспериментальных и расчётных данных для исследуемой величины. Такая работа в нужном объёме проведена впервые нами. Сравнение результатов этой работы с экспериментальными данными говорит о хорошем согласии, что вновь свидетельствует в пользу модели ПЯВЗ. Данный метод позволяет избежать основных трудностей наиболее распространённых моделей расчёта данной величины: громоздкости вычислений и наличия большого количества подгоночных параметров.