Модели структур ОЛК аморфных сплавов

Если расширить приемы машинного моделирования СПУ-струк-тур, описанные в разделе 3.3.1, на многокомпонентные системы, можно построить модели структуры аморфных сплавов. К настоящему времени разработаны модели для сплавов типа металл — металл, например [57], и модели для сплавов типа ме- [c.89]

Рис. 3.35. Модель СПУ-структуры аморфного сплава Pd —

Ряс. 171, Структура аморфного сплава по модели Лиу-Ли [496] [c.306]

Модели СПУ-структур бинарных аморфных сплавов [c.89]

Модели структур ОЛК аморфных сплавов [c.91]

Кобаяси с сотр. 57] построили модель структуры аморфного сплава РеубРгб, в которой релаксация бинарной СПУ-структуры проведена с использованием анизотропного потенциала Леннар-да — Джонса. При этом в качестве основного элемента формирования структуры принималась симметричная тригональная призма, как в кристалле химического соединения FegP. [c.94]

Из поликластерной модели структуры аморфного сплава [419] следует, [c.300]

Приведены различные модели структур аморфных сплавов, в том числе синергетическая модель структурообразования аморфной фазы при сверхбыстром охлаждении расплава. Рассмотрена теория легирования аморфных сплавов, разработанная Ю.К.Ковнеристым с сотр. с учётом особых свойств эвтектических температур, впервые позволившая получить массивные аморфные материалы. Показано, что адаптивность системы к переохлаждению, представленная в виде отношения температуры рекристаллизации к температуре расплава, зависит от меры устойчивости симметрии фаз - стеклообразователей и кода обратной связи, определяющего саморепликационный рост зародыша аморфной фазы в процессе её эволюции. [c.124]

Несмотря на значительное развитие высокоразрешающих методов исследования и на первые обнадеживающие результаты, достигнутые с их помощью, получить надежную информацию о структуре аморфных сплавов, в первую очередь из-за недостаточной точности этих методов, пока не удается. Поэтому широкое распространение в настоящее время получили методы моделирования атомной структуры аморфных систем с помощью ЭВМ. Статистико-геометрический анализ моделей, например на основе многогранников Вороного, позволяет составить представление о трехмерной геометрической картине распределения атомов. Важнейшими критериями адекватности модели строению реальной системы является степень совпадения расчетных и опытных данных по структуре (например, парной функции распределения) и плотности. [c.14]

В книге приведены и обсуждены данные расчетов плотности состояния (ПС) электронов, основанных на различных моделях СПУ. Эти данные позволяют сделать ряд предположений об особенностях электронной структуры аморфных сплавов. Так, подчеркнуто, что количественный беспорядок (непостоянство направлений межатомных связей и межатомных расстояний) имеет существенное влияние на ПС. Интересно и то, что ПС Зй-электронов железа, никеля и кобаль- [c.18]

Наибольший интерес представляют экспериментальные данные исследования электронной структуры аморфных сплавов, полученные с использованием спектроскопических методов. С помощью метода РФЭ было обнаружено, что плотность состояний на уровне Ферми N Er) в аморфных сплавах Pd — Си — Si и Pd — Si значительно ниже, чем N(Er) кристаллического Pd и что их РФС-спектры значительно отличаются, особенно в области Ег. Эти закономерности электронной структуры стали основой для формулирования известного критерия стабилизации аморфной структуры Нагеля-Тауца. Однако расчеты ПС электронов на основе моделей СПУ, как для чистых металлов, так и для сплавов (Fe — В) показали, что энергия Ферми Ef попадает в область максимума ПС. Детальный анализ парциальных плотностей состояний, отвечающих различным зонам, позволяет, по мнению авторов, сделать вывод, что данные спектроскопии (сплав Pd—Si) также не подтверждают электронный критерий стабилизации аморфной структуры, подразумевающий положение псевдощели в области Ег. Спектроскопические данные позволяют также предположить, что по крайней мере в сплавах Pd — Si перенос электронов от атомов Si к атомам Pd отсутствует, происходит перенос электронов только внутри атомов Pd. [c.19]

Гаскелла [32] и Танипучи [33], основным элементом, формирующим структуру аморфных сплавов Pd—Si. Для описания этой структуры, им1и предложена модель определениой локальной координации. В то же время, в соответствии с моделью Полка [34] атомами металла формируется структура, состоящая из сравнительно больших полиэдров Бернала, в центре которого располагаются атомы неметалла. Однако такая модель не позволяет объ- [c.74]

Рис. 3.37. Результаты анализа полиэдров Вороного в модели СПУ-структуры аморфного сплава Сиз72г4з [57] а — распределение числа граней полиэдров Вороного, построенных атомами Си и Zr б — распределение числа ребер одной грани полиэдров Вороного, построенных атомами Си (/) и Zr (2)

Интересно, что тригональная призма и архимедова антипризма, как некристаллографические полиэдры, являются важными элементами, формирующими СПУ-структуру Бернала. На рис 3.40,а приведена схема структуры аморфного сплава PdsoSijo по модели ОЛК Гаскелла, Показаны только атомы Pd, при этом полагается, что атомы Si вставлены в центры тригональных призм, составленных из атомов Pd. Здесь представлены две из этих тригональных призм. Для сравнения на рис. 3.40,6 показано расположение [c.94]

Поведение аморфных сплавов при деформации, как и кристаллических материалов, зависит от процессов, протекающих на микроуровне. Однако отсутствие дальнего порядка исключает протекание пластической деформации путем движения дислокаций, так как в структуре аморфных сплавов отсугствуют кристаллографические плоскости скольжения. В связи с этим для описания механизмов скольжения эффективны модели аморфных сплавов, предполагающие их поликластерное строение. В соответствии с этими моделями аморфные твердые тела образованы кластерами, имеющими произвольную форму и случайную упаковку, но сохраьгяющими достаточно большую общность. [c.128]

Характерной особенностью структуры аморфных сплавов является отсутствие кристаллографических плоскостей скольжения. В этой связи для описания механизмов скольжения эффективны модели аморфных сплавов, предполагающие их поликластерное строение. Бакай [419] разработал поликластерную модель аморфных твердых тел, основанную на конструктивном определении класса топологически разупорядоченных структур, сохраняющих достаточно большую общность. Предполагается, что границы кластеров обладают тем же атомным строением, что и слои скольжения. Однако в силу случайной упаковки кластеров и их произвольной формы сквозная трансляционно-инвариантная межкластерная граница отсутствует. С другой стороны, сдвиг по поверхности, отвечающей однородным сдвиговым напряжениям, невозможен без разрывов связей по кластерным границам. Поэтому скольжение путем движения дислокаций происходит вдоль тех участков кластерных границ, где касательные напряжения достигают критического уровня (при этом разрывы происходят в местах концентрации нормальных к границе растя- [c.259]

Моделирование аморфных структур. Оптимизация неравновесных структур требует развития математических методов их моделирования [461]. Они объединены в группы [462] с учетом исходного структурного состояния, принятого при моделировании. Первая группа моделей связана с рассмотрением структуры аморфных сплавов с "микрокристалл и-ческим" ближним порядком, характерным для кристаллических решеток. Вторая группа — "кластерные" модели, рассматривающие упорядоченные или неупорядоченные микрокластеры атомов как основную структурную единицу. В качестве одной из возможных единиц рассматривается, например, так называемый аморфон, характеризующий наличие осей симметрии 5-го порядка (рис. 164). Третья группа объединяет модели, основанные на совокупности случайных плотных упаковок жестких и мягких сфер. Они различаются правилами упаковки и другими особенностями. Отмечена схожесть моделей так, первая и вторая группы моделей принимают за основу наличие определенных структурных единиц, различающихся, однако, топологией. Общим для всех трех типов моделей является присутствие в аморфной структуре тетраэдрической пары и осей 5-го порядка. [c.286]

Наконец, косвенным методом изучения свойств приграничных зон зерен, обогащенных при развитии отпускной хрупкости атомами примесей, можно считать выбор в качестве объекта исследования аморфных металлических сплавов. Этот метод основан на отмеченной в работах [217, 268] аналогии между структурой и химическим составом аморфных сплавов на основе железа, которые в качестве аморфк заторов содержат 10—20 % металлоидных элементов, в частности фосфора, и границ зерен (в кристаллических сплавах железа), обогащенных теми же элементами примерно до таких же концентраций и имеющих структуру и свойства, описываемые так же как и структура аморфных сплавов в терминах полиэдров Бернала [176]. Так, в предположении, что аморфный сплав 682 8 является макроскопической моделью границ зерен, обогащенных фосфором, в кристаллическом сплаве Ре — Р, была проверена и подтверждена [217] гипотеза о влиянии зернограничной сегрегации фосфора (обусловленной, например, развитием отпускной хрупкости) на накопление атомарного водорода в местах выхода границ зерен на поверхность сплава, находящегося в водородсодержащей среде. По-видимому, этот метод может быть успешно применен и для решения других задач, связанных с исследованием свойств обогащенных границ зерен. [c.29]

Для моделирования структуры аморфных металлов и сплавов предложен также метод, в котором в качестве начального (до процедуры статической релаксации) состояния используется молекулярно-динамическая модель расплава [25, 34, 35]. Преимущество этого способа состоит в том, что химическое упорядочение в аморфных сплавах, обусловленное особенностями межатомного взаимодействия, формируется автоматически уже на этапе построения модели исходной глобулы (равновесного расплава) и в дальнейшем наследуется структурой стеклообразного состояния. Отпадает необходимость постулировать характер химического упорядочения, как это делается в случае секвенционного построения исходной глобулы для сплавов типа металл — металлоид (Будро). [c.15]

Гаскелл [32] и Танигути 33] предложили модель определенной локальной координации (ОЛК), по которой конфигурация соприкасающихся металлических атомов в аморфных сплавах металл — металлоид характеризуется особой атомной координацией, а именно, в структуре имеются тригональные призмы и другие полиэдры, встречающиеся в соответствующих кристаллических химических соединениях. В аморфных сплавах металл — металлоид реализуется тот же механизм формирования структуры, что, например и в кварцевом стекле, где атомы кислорода образуют правильный тетраэдр (допускаются некоторые его искажения), в [c.92]

Рис. 3.40. Расположение атомов палладия в аморфном сплаве PdeoSiao по модели структуры ОЛК, составленной из трехгранных призм [32] (а) и кристаллическая структура химического соединения цементитиого типа PdaSi (б)

Рис. 3.43. Парциальные ФРР аморфного сплава РеузРгз. а — модель СПУ-структуры с релаксацией по анизотропному потенциалу Морзе, построенная из трехгранных призм [57] б — парциальные ФРР, определенные в экспериментах по рентгеновской дифракции с использованием аномального рассеяния [61] 1 — Fe — Fe 2 —Fe —Р 3 —Р —Р

Авторы [60] построили модель ближнего порядка аморфного сплава Pd—Si, используя СПУ-структуру, составленную из жестких сфер двух разных диаметров, и показали, что анизотропия парциальной парной функции распределения, соответствующей связи Pd—Si, при структурной релаксации большей частью исчезает, и структура становится изотропной. Албен с сотр. 1[69], исходя из модели СПУ-структуры Беннета [70], в центральной части которой содержалось 890 атомов, рассчитали связь между интен- [c.106]

В работе [206] процесс пластической деформации твердого тела рассматривается в виде коррелированной последовательности элементарных актов разрядки концентраторов напряжений, сопровождающихся рождением дефектов. Каждый акт разрядки (элементарный акт пластичности) ускоряет срабатывание соседних концентраторов. В целом процесс пластической деформации представляется в виде распространения фронта волны активизации концентраторов напряжений. Поскольку в основе модели лежит элементарный акт релаксации напряжений, в работах [206, 215] введен термин "релаксационные волны", которые в данном случае рассматриваются как диссипативная пространственно-временная структура. В процессе формирования релаксационной волны разгрузка каких-либо зерен поликристаллов вызывает, с одной стороны, рост напряжений на близко расположенных концентраторах, а с другой стороны, снижает общий уровень напряжений во всем объеме деформируемого образца. В работе [206] установлена линейная корреляция между длиной волны пластичности и размером зерна и высказано предположение, что в материалах с размером зерна меньшим 4,5 мкм релаксационные волны возникать не могут. Поскольку релаксационные волны пластичности наблюдались также на поверхности образцов из аморфного сплава Fe4oNi4, B2o, отмечено, что волновой характер распространения пластической деформации достаточно универсален [215]. [c.121]

Квазижидкостные модели так или иначе вынуждены принимать ту или иную модель жидкости (расплава). При анализе структуры аморфных твердых тел часто используют модель жидкости по Берналу [452], согласно которой жидкость представляет собой систему сфер со случайной упаковкой. Ограниченность применения этой модели к аморфному состоянию твердых тел связана с тем, что в аморфных сплавах обнаруживается композиционное упорядочение, возможна перестройка атомных конфигураций, а, кроме того, корреляция во взаимном расположении атомов может простираться до пяти атомных диаметров [419]. [c.281]

Конгломератные модели. В соответствии с этой группой моделей жидкость или аморфный сплав рассматривается в виде конгломератной структуры паракристаллы, погруженные в среду со случайной упаковкой атомов [454]. Такой тип структуры представлен на рис. 165. Предполагается, что в металлических расплавах существуют домены или микрозоны с размером 10—100 А, имеющие регул1фную упаковку атомов кроме того, предполагается наличие антикристаллических кластеров, обладающих определенным ближним упорядочением, однако достроить их путем продолжения нельзя. В то же время они могут являться структурным элементом, заполняющим значительную часть объема. [c.282]

Териин аморфное состояние, как и термин к р и-сталлическое состояние, предполагает широкий спектр различных структур, возникающих в зависимости от способа получения, химического состава и последующей обработки. К настоящему времени предложен ряд структурных моделей аморфных сплавов, которые можно разделить на две большие группы. Первая группа моделей основывается на квазижидкостном описании структуры с помощью непрерывной сетки хаотически расположенных плотноупакованиых атомов, вторая — на квазикристалл ическом описании структуры, т. е. с помощью кристаллов, содержащих высокую плотность дефектов различного типа (дислокаций, дисклинаций, границ зерен). [c.161]

Эти модели базируются на рассмотрении топологического порядка в твердых аморфных сплавах, такого же, как в расплавах. Действительно, рентгеновские исследования показывают, что аморфное состояние твердых сплавов близко к структуре жидкости. Это означает, что жидкость при T- Tjj и стекло при Т<Т являются изоконфигурационными. Напомним, что термин изоконфигурационный используют применительно к телам с одинаковыми структурами и к процессам, при развитии которых не происходит структурных изменений. При применении этого термина к аморфным сплавам необходимо оговаривать, какие именно элементы структуры остаются неизменными. Кроме того, следует принимать во внимание и тот факт, что изоконфигурационность в аморфных закаленных структурах может нарушаться в результате бездиффу-зионных перестроек [5]. [c.129]

В соответствии с этой группой моделей жидкость или аморфный сплав рассматривается в виде конгломерантной структурь( паракристаллы, погруженные в среду со случайной упаковкой атомов [9]. Такой тип структуры представлен на рис. 4.7. Предполагается, что в металлических расплавах существуют домены или микрозоны с размером 10-100 А, имеющие регулярную упаковку атомов кроме того, предполагается [c.130]

Как уже неоднократно подчеркивалось, в структуре наноматериалов представлены поверхности раздела (межзеренные границы), что обусловливает необходимость рассмотрения роли ротационных мод и проскальзывания на границах зерен. Электронномикроскопическое исследование на просвет in situ деформации наноматериалов (Си, Ti, Ni, полученных интенсивной пластической деформацией, и сплава Fe —Nb —Си —Si —В, полученного кристаллизацией из аморфного состояния) обнаружило, что наряду со сдвиговыми процессами (активно протекающими при размере зерен более 70 нм) имеет место разворот нанозерен, т. е. проявляются ротационные моды деформации, что является преобладающим при Z- < 30 нм [9]. Ротация зерен и отсутствие дислокаций внутри кристаллитов (L 10 нм) были выявлены с помощью ПЭМ in situ также в пленках золота [5]. Эти наблюдения позволили предложить качественную модель деформации наноматериалов, когда по мере снижения размера зерна возникают кооперативные ротационные моды, т.е. разворачивающиеся зерна как бы подстраиваются друг под друга в направлении действия максимальных скалывающих напряжений и возникает мезоскопический сдвиг вдоль границ нанозерен близкой ориентации. Схематически модель развития такого сдвига показана на рис. 3.26. Наличие таких мезоскопических сдвигов предполагается не только в пластичных наноматериалах, но и в хрупких объектах. [c.87]

Если для бинарного сплава выполнить одно дифракционное измерение /(Q), то за исключением специальных случаев на основе результатов такого измерения, трудно сделать определенные выводы, так как такое измерение дает усложненный средний результат влияния трех парциальных структурных факторов. Например, можно сделать вывод о том, согласуется или не согласуется значение I(Q) с какой-нибудь моделью, которая была построена на основе существенно другой информации. Примером такого подхода является исследование структуры жидкого и аморфного Geo,i75Teo,825 методом нейтронной дифракции [194]. Можно получить три различных парциальных структурных фактора, если измерить /(Q) для одного и [c.70]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...