Введение к работе
Актуальность работы.
3 последние- гэды в связи с открытием р.чда новых материалов, таких, как металлические стекла и квазг.криоталлы, структура которых содержит конфигурации, обладающие симметрией пятого порядка, - весьма е:'.туалыюй стала задача исследования микроструктуры этих материалов, о которой нет подробной информации.
Хотя к настоящему времени предложены некоторые теоретические модели, описьшзюідиє микрогесм^триы твердых тел, последовательная теория до сих пор отсутствует и поэтому нет полного описания структуры и свойств этих материалов. Поэтому вгхным вкладом в физику конденсированного состояния явилось развитие методов компьютерного моделирования, позволяющих детально изучить микрогеомет-ркн и на этой основе дать объяснение реальных свойств твердых тел.
Одним из наиболее часто используемых методов для моделирования структуры аморфных и жидких систем является метод молекулярной динамики.
Вводя в молекулярно-динамическую программу те или иные физические факторы з качестве параметров и сопоставляя данные о микроструктуре, полученные при учете этих факторов, момно попытаться объяснить природу различных :влений в неупорядочекных системах. Проведенные ранее исследования носят фрагментарный характер.
Илзле^овзние микрогеометрии амарфных и квазикристаллических систем и их физических свойств с единых: позиций данными методами не проводилось.
Еель работы.
Целью настоящей работы является установление с помощью молекулярно-динамического, моделирования систем металл-металлоид и металл-металл
а), типичных многогранников Вор ного в сплавах Ih-P, Ni-E, Fz-n, Fe-B и Al-Mn в зависимости от концентрации компонент.
6). xapavrepa елк:іі:пі на микроструктуру сплава тіла второй коллснт.-ьты, атомного окоу.кгния микрс ітероз и одиночній всэму-ценнл в виде легких или т яле лыс примі-сеи.
г). влили'лл дальнодействия потенциалов ме«атомного веато-дейсгвия ни стабильность структур.
д). корреляции ме.»ду порьлійнпєм электросопротивления и соотношением кристаллических к некристаллических группировок.
Научная новизна н пг:а'лтпчес?:,ая ценность.
Елерме проведано мол^кулярнс-динаміческое моделирование микроструктуры сплавов Ni-P, t-ii-B, Fe-P, Fe-Б при разных концентрациях металлоида к обнаружено, что появление типичных для аморфных фаз кснфпгурзций происходит ум при малых (0.5%) концентрациях металлоида.
Показано, что в сплавах А1-Мл количество икосаздрическкх шк-;огруппировок изменяется немонотонно с концентрацией Мл. Максимальное их количество наблюдается при 22. Б% Мп, что соответствует наблюдающемуся в эксперименте максимуму проявления икосаздрн-чб с ко а фазы пр;і. такси же концентрацій [,in.
' Впервые исследована релаксация типичных ыикрскластероз систе
мы Ai-bSi, зозникакыпх ь объеме, при переходе в свободное прост
ранство и установлено, что наибольшее слияние окру.чзшдя атсмязя
среда оказывает на ыикроклзстеры с большим косрдкнзционшы
числом. &то объясняется тем, что возникновение подобных иска-
женных клзстероз является следствием конкуренции близкодействующих и дальнодействуюцих взаимодействий.
Установлено, что присутствие в расплаве центров неоднородности способствует значительному увеличению количества шюсазд-рических конфигураций. При этом обнаружены различия в некоторых аспектах влияния легких и тяжелых примесей на микроструктуру.
Показано, что увеличение дальнодействия осциллирующего потенциала межатомного взаимодействия может привести к понижению устойчивости стзЗплъннх структур.
- 5 -Обнаружено на примере сплава Ni-P, что изменение типа температурной, зависимости электросопротивления при увеличении концентрации Р коррелируе1" с существенным изменением соотношения между количеством ккосаздрических к ГЦК микроконфпгурацпп.
На защиту выносятся следующие положения:
-
В сплавах металл-металлоид появление типичных для аморфных фаз іжкроклзстеров происходит уже при малых (0.5%) концентрациях металлоида.
-
В сплаве Ni-P появление аномальной температурной зависимости электросопротивления коррелирует с уменьшением числа кристаллографических микрогрутшировок.
-
В сплавах А1-Мп количество икосаэдрически:-: мікроклзстеров изменяется изменяется немонотонно с увеличением концентрации Мп и их максимальное количество достигается при 22. 5%, что способствует квззикрпсталлизацют.
-
Присутствие в расплаве центров неоднородности способствует значительному увеличению в системе количества икосаэдров, что увеличивает степень амортизацій! системы.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на Международной конференции по кваэикристаллам в США (Ст. Луис, '1932), на Международной конференцій, по жидким и аморфным сплавам з Австрии (Века, 1992) на Международной.конференции по вычислительным методам в Чехословакии (Прага, 1992).
Публикации. По результатам работы опубликованы три статьи ь тезисы восьми докладов на международных конференциях. Их список приводится в конце автореферата.
Структура и объем диссертации.