Изучение разностей энергий ОЦК, ГЦК, ГПУ фаз сплавов переходных металлов в приближении когерентного потенциала

• Автор: Скоренцев, Леонид Федорович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 135 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение
Глава 1. Стабильность фаз в сплавах и достижения электронной теории
1.1. Связь разностей энергий фаз переходных металлов и сплавов с характеристиками электронной структуры
1.2. Достижения электронной теории концентрированных сплавов
1.2.1. Общая характеристика проблемы
1.2.2. Некоторые ранние подходы
1.2.3. Формализм метода эффективной среды
1.2.4. Однозонная модель сплава
1.2.5. Локаторный метод
1.2.6. Дальнейшее развитие теории
Глава 2. Метод исследования энергетической конкуренции ОЦК, ГЦК, ГПУ фаз
в сплавах
2.1. Основные идеи метода
2.2. Формализм метода изучения относительной стабильности фаз сплавов переходных металлов
2.2.1. Случай парамагнитных сплавов (СПС)
2.2.2. Случай ферромагнитных сплавов (СФС)
2.3. Замечания к методу
2.4. Принципы определения параметров
2.4.1. Концентрации д-электронов компонентов
2.4.2. Средние энергии б-состояний
2.4.3. Ширины б-зон переходных металлов
2.4.4. Специфические параметры для СФС
2.5. Вычислительные аспекты
Глава 3. Энергетическая конкуренция фаз в парамагнитных сплавах
3.1. Общие закономерности изменения относительной стабильности ОЦК, ГЦК, ГПУ фаз в неупорядоченных сплавах
3.2. Влияние легирования третьим компонентом на энергии фаз
никелида титана
3.3. Аномалии механических свойств интерметаллида СозП
в свете энергетической конкуренции фаз сплавов Со-П
3.4. Зависимость соотношения энергий фаз от термодинамических параметров
Глава 4. Роль магнитного состояния в энергетической конкуренции фаз в сплавах
4.1. Влияние ферромагнетизма на соотношение энергий кристаллических структур сплавов Ге-№, Со-№
4.2. Взаимосвязь магнитного состояния и относительной стабильности фаз в сплавах Бе-Сг-М
Заключение
Литература.

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. В настоящее время в физике сплавов переходных металлов существует ряд вопросов, разрешение которых сталкивается с проблемой определения соотношений энергий неупорядоченных фаз на основе ОЦК, ГЦК, ГПУ решеток. Так, нет единого мнения в том, почему легирование никелида титана одними элементами приводит к интенсивному изменению характеристик эффекта памяти формы, тогда как другими - нет [1]. Аномалии пластического течения интерметаллида СозТл [2,3], поведение сплавов железа под давлением [4], особенности механических и магнитных свойств систем Бе-М и нержавеющих сталей [5-7], многие другие явления также требуют для своего объяснения знания природы относительной стабильности названных фаз. В принципе, она может быть установлена на основе квантовой теории сплавов, однако на практике существуют хорошо известные трудности формального и вычислительного плана. В самой полной мере они проявляются при рассмотрении многокомпонентных сплавов без ограничений на степень отличия по характеристикам составляющих систему металлов.
Вместе с тем к настоящему времени достигнут существенный прогресс в понимании физических механизмов связи атомов в чистых переходных металлах, с одной стороны, и в методах расчета электронной структуры сплавов - с другой. Так, в результате развития теории металлов было установлено [8], что в целом закономерное чередование кристаллических структур элементов по переходным периодам определяется изменением соотношения энергий именно валентных электронов. Дело в том, что ряд вкладов в энергию основного состояния оказываются практически одинаковыми для ОЦК, ГЦК, ГПУ модификаций. Причем для расчета разностей энергий фаз валентные электроны были описаны [8] в рамках зонной схемы, характеризующей все переходные металлы данной кристаллической структуры плотностями состояний одинаковой

В настоящее время ПКП и ПСТМ являются основными методами, используемыми при исследовании электронной структуры сплавов с беспорядком. Из приведенного выше видно, что метод ПКП абсолютно точен в рамках одноузельного приближения, тогда как ПСТМ ограничен в виду трудности выбора хорошей аппроксимации для комплексного
потенциала Ъп(г).
Следует отметить, что почти одновременно с формулировкой ПКП Совеном [11] аналогичное приближение было получено для фононной проблемы Тейлором [41], а подобные идеи присутствуют в работах Лэкса [42], Андерсена и Макмиллана [43]. Особо важное значение имела работа Белицкого, Кирпатрика и Эренрейха [44], в которой был дан последовательный анализ ПКП и осуществлено применение общего формализма, представленного в настоящем разделе, к построению конкретного метода исследования сплавов на основе зонной теории металлов - так называемой однозонной модели.
1.2.4. Однозонная модель сплава
В приближении сильной связи гамильтониан чистого металла в базисе узельных функций Ванье может быть представлен в виде [20,39]
п п*т

/7»и = («Ек/1да)- О-58)
интегралы перескока с потенциалами узлов V,, а £с - энергия электрона на узле, состоящая из атомной энергии е° и энергии кристаллического поля Ьт,
£с = £° + Ипп = (пН0п). (1-59)
В таком подходе рассматривается одна энергетическая зона. Матричные элементы функции Грина