На сайте 100500 рефератов в 150 категориях	Искать реферат
Рефераты на 5 с плюсом С нашим сайтом написать реферат проще простого

Размещение атомов в сплавах

Категория: Физика, Астрономия

версия для печати

Страница: [1] [2] [3] [4] [5] [6]

сплава AgZn методом электросопротивления ... ... ... ... ... ... ... 19

Обсуждение результатов ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 26

4. Перечень экспериментальные исследования доказали, что порядок в размещении атомов в сплавах существенно влияет на их свойства.При благоустройстве наблюдаются значительные изменения магнитных, электрических и других свойств сплавов. Поэтому как экспериментальное, так и теоретическое изучение упорядочения атомов и их влияния на свойства сплавов имеет большой практический интерес для получения материалов с нужными свойствами. Существование ближнего порядка обусловлено фундаментальнымиособенностями атомной, электронной и спиновой структур, и поэтому данные о ближний порядок могут быть использованы для изучения характера и природы межатомных взаимодействий в кристаллах, и связанных с ними особенностей сплавов. Эти данные могут быть получены на основе комплексных исследований, а именно исследований кинетики установления ближнего порядка, поведениясплавов после деформации, отжига, закалки, облучения и других видов обработок. Используя эту информацию, а также варьируя состав, концентрацию, температуру и другие факторы, можно получить определенные представления о типе ближнего порядка, о приоритетах и ??тенденциях в размещении атомов для определенного вида сплавов.

Сплавы на основе благородных металловуже не раз использовались для проверки различных моделей, теорий твердых растворов и атомного упорядочения. Интерес к сплаву Ag-Zn обусловлена ??несколькими причинами. Несмотря на то, что эта система известна достаточно давно [1] и многие параметры для нее являются определенными, все же этого недостаточно, поскольку, например, параметры ближнего порядка определялисьлишь для единичных концентраций. К тому же сведений об особенностях (-, (- фаз недостаточно для представления четкой картины процессов близкого благоустройства в пределах исследуемых концентраций. Не менее интересно и практическое применение сплава. Наиболее широко сплавы из серебра применяют в производстве припоев. Серебряные припои в большинстве содержат в качествалегирующих примесей Cu, Zn, Cd, и применяются в реактивной технике и самолетостроении (необходимо сочетание коррозионной стойкости, прочности при высоких температурах и виброустойчивости). Серебряно-цинковые элементы в 5-6 раз легче обычных, используемых в аккумуляторах реактивных самолетов, управляемых снарядах, торпедах [2]. Кроме этого известно, чтосерные соединения провоцируют коррозию серебра. Потускниння и потеря отражательной способности в воздухе связаны с наличием серных соединений (наряду с влагой и кислородом) и образованием пленки Ag2S. Повышение устойчивости к потускниння достигается введением Zn, Pb, Cd [2]. Также был открыт эффект памяти формы для сплава Ag — 38 ат. % Zn [3]. Итак, сплав представляетне только теоретический интерес с точки зрения внутреннего строения, но и имеет широкое применение.

В работе для анализа структурных изменений используется метод электроопору. Наряду с другими методами (рентгеновские, микроскопические) — это один из самых чувствительных. В то же время он сравнительно прост, не требует сложных методик. Однако четкий однозначный связьмежду изменением электросопротивления и внутренними преобразованиями структуры сплава еще не установлен, и для каждого сплава он разный. К тому же он существенно зависит от условий измерения (например, температуры, давления), состава и предварительной обработки сплава. Как известно, диаграмма сплава является несколько приближенным отражением границ существования твердых растворов.При неравновесных процессах (быстрое охлаждение) это особенно заметно. Случается, что в сплаве нет резких границ между фазами, а фаза, образовавшейся вблизи этой границы, постепенно принимает характеристики соседней фазы. Исследование сплавов по изучению ближнего порядка может обогатить представление о специфике межфазных переходов и как можно точнее определитьобласти существования твердых растворов. Облучение же является важной составляющей анализа сплавов на устойчивость образованных фаз, скорость их образования, распада и проч. Используя влияние облучения на изменение степени ближнего порядка, можно получить более подробную картину процессов для данного сплава, по сути и является целью работы.

1. Обзор литературы.

Представленияо ближний порядок.

Теория ближнего порядка, как и теория явления упорядочения в целом, на данный момент рассматривается в четырех направлениях. Во-первых, это рассмотрение ближнего порядка со структурной точки зрения, что выявляет структурные характеристики локального распределения атомов, построение твердых растворов (в масштабе межатомных расстояний) при наличиив них неоднородностей, сопоставимых с размерами атома. Второе направление — это установление связей между параметрами (характеристиками) ближнего порядка и энергией упорядочения, вводящие в качестве параметра теории [4] — это направление составляет статистическая теория ближнего порядка. Третье направление — теоретический анализ факторов, приводящих к появлению ближнегопорядке, то есть анализ природы явления ближнего порядка. Четвертое направление — это кинетика ближнего порядка [4].

Различают два основных класса упорядоченного размещения атомов в решетке твердых растворов — дальний и ближний порядок [5-6]. Если каждая из решето в кристаллической решетке твердого раствора заполняется преимущественно атомами определенного сорта,то возникающий распределение атомов называют дальним порядком. Но, как показывают многочисленные эксперименты и ряд теоретических соображений, степень ближнего порядка не полностью определяет характер взаимного расположения атомов разного сорта по узлам кристаллической решетки. Энергия взаимодействия между атомами разного сорта разная, и поэтому каждый атом пытается окружить себяатомами или иного сорта, или подобными. Разница в энергии между атомами разного и одного сорта может стать причиной подавляющего локальной концентрации атомов того или иного сорта, даже если в твердом растворе целом не существует дальнего порядка. Такое распределение называют ближним порядком. Но чаще в реальных твердых растворах не наблюдается чистоближний или дальний порядок, поэтому ведут речь о корреляции во взаимном размещении атомов. Лишь в простейших случаях ближний порядок распространяется на 1-2 координационные сферы, чаще эта корреляция ощущается и на более далеких расстояниях. Для количественной оценки степени ближнего порядка вводят некоторые параметры, например параметр Каули x03B1и= 1 — Ni / N CiCАCВ = 1 — Pi / Cb, где Ni — число пар атомов А и В (где А и В — атомы двух сортов), находящихся на расстоянии ri; N CiCАCВ — число пар атомов А и В, которые находились на расстоянии ri при хаотическом размещении их по узлам решетки (N — общее число атомов, СА, СВ — концентрации атомов сорта А, В; Си — число узлов на i-й координационнойсфере, Ри — вероятность нахождения атома В на расстоянии ri от атома А, находящихся в начале координат (усредненное по всем атомам и-и координационной сферы значение вероятности нахождения атома В у атома А). Из этого определения параметров ближнего порядка следует, что x03B1и0, если ближайшие соседи — атомы одного сорта. Знак x03B1и для i = 2,3,4, ...сложным образом зависит от параметра упорядоченного размещения атомов.

Зависимость параметров x03B1и от радиуса координационной сферы разная для разных типов упорядочения, и это дает возможность по виду x03B1 (ri) определить сверхструктур, прототипе соответствующего ближнего порядка [4] .

Поскольку характеристики ближнего порядка не связаныс расположением атомов в структурно-неэквивалентных местах решетки, то ближний порядок сохраняется в любых твердых растворах при произвольной концентрации элементов.

О возможности существования ближнего порядка уже известно достаточно давно [5, 8]. В первых теориях дальнего порядка уже были расчеты и некоторые соображения о ближний порядок. Непосредственныеизмерения параметров ближнего порядка по интенсивности диффузного рассеяния рентгеновских лучей начались несколько позже [1, 7]. Сначала их было очень немного за большого количества прецезийних измерений и большого объема расчетов. Первые работы в этой области, казалось, свидетельствовали о том, что все явления происходят в соответствии с законами классическойтермодинамики: выше точки Кюри-Курнакова в сплавах, упорядочиваются, наблюдается ближний порядок, параметры которого спадают как 1 / T с ростом температуры. Предполагалось, что ближний порядок влияет на физические свойства, при этом это влияние является аналогичным влиятельные дальнего порядка, но проявляет себя не так сильно. Например, при образовании ближнегопорядке должны спадать электросопротивление, расти характеристическая температура и т.д.. Мысли о таком влиянии ближнего порядка на свойства сплавов широко распространены и сейчас.

Бытует мнение, что ближний порядок устанавливается чрезвычайно быстро за малой длины диффузионного пути, при этом практически всегда имеют дело с ближним порядком. Однакопо мере роста количества работ по изучению ближнего порядка, постепенно выясняется, что ситуация оказывается более сложной, и если именовать ближним порядком некоторое распределение атомов, отличается от хаотичного в твердых растворах, то нужно не только отличать ближний порядок и ближний расслоения (x03B1J > 0), но и говорить о структуреэтого порядка, то есть о возможности существования неравномерного распределения по разным направлениям в кристалле, который определяется как номером координационной сферы и симметрией кристалла, так и характером дефектов в образце. Следует обратить внимание на то, что сплав в термодинамическом равновесии фактически получить так же трудно, как и сплав, не имеет дефектов решетки, авсе дефекты решетки существенно влияют на ближний порядок, его величину и структуру. Поэтому интерпретация тех сведений, накопленные на данный момент, оказывается весьма трудным. Здесь стоит отметить, что многие выводы о влиянии ближнего порядка на физические свойства, по сути дела, полученные из эвристических соображений, и толкования результатов измеренийчасто является произвольным, поскольку во многих случаях не имеют возможности параллельно исследовать физические свойства и степень ближнего порядка. А для получения однозначных выводов о влиянии ближнего порядка на физические свойства обязательно нужны параллельные измерения или на тех же образцах, или на образцах, прошедших одинаковую обработку.

Весьмасущественным является вопрос о характере размещения атомов разного сорта в сплавах с ближним порядком [8-11].

Страница: [1] [2] [3] [4] [5] [6]

версия для печати