Политипные превращения в плотноупакованных кристаллах конечных размеров при изменении внешнего поля и температуры

• Автор: Попов, Андрей Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 151 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Современные представления о политипных превращениях, протекающих по сдвиговому механизму
§1.1. Актуальные проблемы физики политипов
§1.2. Модель Изинга и ее применение к описанию политипных превращений
§1.3. Представления о фазовых превращениях, протекающих по сдвиговому механизму
Постановка задачи
Глава 2. Методика исследования политипных превращений в плотноупакованных кристаллах в рамках обобщенной модели Изинга
§2.1. Обобщенная аксиальная модель Изинга политипных превращений в плотноупакованных кристаллах ограниченного размера
§2.2. Методика исследования диаграмм основных состояний
плотноупакованных кристаллов
§2.3. Методика исследования равновесных и неравновесных политипных превращений в плотноупакованных кристаллах
§2.4. Характеристики формоизменения кристалла при политипном
превращении
Глава 3. Исследование диаграмм основных состояний плотноупакованных кристаллов
'3.1. Влияние размеров модели на вид диаграмм основных состояний при
учете внешнего поля и взаимодействия блю/сайших и вторых соседей в
модельном решеточном газе
§3.2. Влияние дальнего взаимодействия на вид диаграмм основных состояний
§3.3. Устойчивость структур при учете многочастичного взаимодействия, отвечающего за стабильность политипа 4Н
§3.4. Сопоставление результатов расчетов диаграмм основных состояний с экспериментальными данными на примере карбида кремния
Глава 4. Политипные превращения в плотноупакованных кристаллах в условиях неравновесноети
§4.1. Особенности неравновесных политипных превращений в
плотноупакованных кристаллах при изменении внешнего поля
§4.2. Неравновесные превращения в модельных кристаллах при изменении температуры
Заключение
Список литературы
Приложение

Введение
Систематические исследования политипизма ведутся уже 60 лет [1], тем не менее, природа образования политипных структур до конца не выяснена, и интерес к изучению этого явления нарастает [2-5].
Первоначально считалось, что политипизм - это специфическая структурная особенность некоторых веществ, не связанная с другими свойствами кристаллов. Однако многочисленные экспериментальные данные показали, что политипизм широко распространен и проявляется во многих веществах: в полупроводниковых, молекулярных кристаллах, в минералах [6], в металлических сплавах [7,8], интерметаллидах, керамиках, органических веществах и др. Причем обнаружен при изучении не только монокристаллов, но и пленок, порошков, поликристаллических компактных материалов.
Политипные структуры могут образовываться как при равновесных условиях - при диффузионном отжиге в области высоких температур или при кристаллизации из расплава, так и при бездиффузионных мартенситных превращениях (мартенситные политипные структуры). Мартенситные политипные структуры - уникальный вид структур. Они представляют научный и практический интерес ввиду особого механизма образования и обладания уникальными свойствами - эффектом сверхупругой деформации, достигающей 15-20%, и эффектом памяти формы, обусловленным образованием мартенситных фаз, также представляющих собой политипные структуры [9]. Эти свойства политипов широко используются в технике. В последнее время политипы находят применение в медицине в качестве имплантантов благодаря высокой стойкости и долговечности, а также биохимической и биомеханической совместимости [10].
Интерес представляют широко распространенные в природе плотноупакованные кристаллы на основе ГЦК-, ГПУ- структур [2, 3, 6, 11,12]. Благодаря высокой пластично-

к объяснению серии политипных структур в упорядоченных псевдобинарных сплавах М£з(1п,.г-СсУ, а также в соединениях типа МХ2. Предложенный статистико-механический подход позволяет объяснить некоторые экспериментально наблюдаемые политипные структуры и выяснить возможные причины политипизма [35]. Исследованы возможности применения модели к периодическим антифазным структурам в упорядоченных сплавах и установлена роль конфигурационной энтропии в стабилизации длиннопериодических состояний [33]. В этой же работе указано на удивительное совпадение предсказанных структур со структурами, экспериментально наблюдающимися в AgзMg и Аіп, но высказывается сомнение относительно необходимости существования дальних взаимодействий (десятки межслоевых расстояний) для стабилизации многослойных структур.
§1.3. Представления о фазовых превращениях, протекающих по сдвиговому механизму
Равновесные структуры возникают в результате диффузии атомов при кристаллизации из расплава или газовой среды, а также при высокотемпературном диффузионном отжиге. Кинетика таких процессов определяется такими параметрами как диффузионная подвижность атомов, переохлаждение и пересыщение системы, которые не заложены в модели Изинга. Поэтому в рамках этой модели анализ таких явлений пока не представляется возможным.
Мартенситные же политипные структуры образуются бездиффузионно по сдвиговому механизму. Мартенситные превращения характеризуются своеобразием кинетики и механизма процесса. Проанализируем на сколько адекватно модель Изинга может описывать такие превращения. Для этого сначала рассмотрим особенности мартенситных превращений, лежащих в основе таких необычных физических явлений как эффект памяти формы и сверхупругость [10].