Аморфизация и динамические свойства метастабильных фаз высокого давления в системах Al-Ge, Zn-Sb и Cd-Sb тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

АКАДЕМИЯ НАУК СССР ЙНСТШТ ФИЗИКИ ТВЕРДОГО тш

БАРКАЛОВ Олег Игоревич

На правах рукописи

УДК 539,213.2.

' АМОШЗАЦЖ И ДЖтаШЖЕ СВОЙСТВА ьегАСТАБИЛЬНЫХ ш ВЫСОКОГО ДАВЛШИЯ В СИСТЕМАХ >2к-и С Л-

Специальность 01.04.07 - физика твердого тела

А в т. о реферат .

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Черноголовке - 1990

Работа выполнена в Институте Физики Твердого Тела АН

Научный руководитель:

. доктор физико-математических наук, профессор

Е.Г.ЯШЯГОВСКИЙ

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических неук, профессор

B.Ш.ШЕХГМАН

доктор физико-математических наук

C.В.ПОПОВА

Ведущая организация:

Институт Атомной Энергии им.И.В.Курчатова

Защита состоится: пХО" Ш-^&г^ 1990 года в ■фс часов на заседании Специализированного Совета Д 003.12.01 при Институте физики твердого тела Академии наук СССР по адресу: 142432 Московская обл.. Ногинский район, Черноголовка, ШТ АН СССР.

С диссертацией можно ознакомиться в.библиотеке Института физики твердого тела АН СССР.

Автореферат разослан "/2% 990 г. . •

СССР.

Ученый секретарь Специализированного Совета

доктор физико-математических наук

В.Д.Кулаковский

Йцад I ■ СБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБ01Н

Актуальность темы.' Получение некрис талляческйх (аморф-ьх) твёрдых тел, исследование их структуры и Других фязи-; ёекйх сйойств подставляется одной' йз резвмвагащ-лхся облас-ей как экспериментальной, так и теоретической физики твер-ого телак Классическими методами создания металлических' и олупроводниковы* стекой является скоростная закалка из идкос*и и дсаддёШге из газовой фазы "на охлаждаемую подожку.

Последние году активно исследуются явления амо|-|>иза-ии метастабилшых кристаллических фаз, и на их осног.з азра'багывайтся Новые метода изготовления аморфйых Мвгери-лов. Переход неравновёсного кристалла в аморфное состояние ыл обнаружен при облучении ионами высоких энергий, гидри-овайии и при размоле в шаровых мельницах металлических плавоа. Йод действием высокого давления наблюдалась амор-изация молекулярных и полупроводниковых кристаллов. 'Образцы аморфных спйавов, получаемые разйЬЛом (с последующим ■ омпактированием) и под давлением имеет макроскопические азмеры. Это обстоятельство значительно облегчает исследо-ание структурных, динамических, "тепловых характеристик морфного состояния. Перевод из кристаллической непосред-твенно в «мордую фазу, минуя жидкую, позволит связать фи-ические свойства-, интервалы устойчивости по давлению, тем-[ературе и концентрации, аморфных сплавов с соответствующими [арамеями равновесных кристаллических фаз. Такие иссйедо-1аний дадуг возможность установить общие закономерности . шорфиэации кристаллических фаз и открывают Путь для надавленного регулирования химического сойтава и физических :войств аморфных сплавов.

Целью работы являлось изучение Процесса спонтанной шорфиэадии йаз Высокого Давления ($ВД) в системах 2п-£8 " 1 СА-Зв полученных в метасгабильном состоянии при атмо- ' ■ !ферном давлений. Необходимо было определить температурный (ШТйрвалы устойчивости кристаллической я аморфной фазы» эффективные энергии активации, величины тепловых и,объем- \;

~ 2 " "

ных аффектов процессов аморфизации и кристаллизации. Относительно высокая устойчивость аморфных состояний в этих системах сделала возможным изучение динамических свойств сплавов в трех состояниях: метастабилъная кристаллическая ®ВД, аморфная фаза, равновесный кристалл. В случае системы А1- бе (алшиний и германий в отличие от не

образуют промежуточных фаз) была поставлена задача построе ,;ния фазовой Т-С-Р диаграммы с целью поиска аыорфиэутощихся 5Щ, а также исследование динамических свойств решетки пересыщенных растворов (5 в в А1 в закаленном состоянии и в .процессе их распада.

Растворы АК бре) представляют собой удобный модельный объект для изучения природы сверхпроводимости ФВД в системах В-элементов, поскольку сильная зависимости температурь сверхпроводящего перехода (Тс) от состава позволяет изменять Тс'в 7 раз, при ©том растворы замещения АКбге) име»1 высокосимметричную Г.Д.К. решетку.

Научная новизна работы и результаты, выносимые на защиту. I). Впервые метода ди|>ференциальноЙ сканирующей калориметрии и дилатометрии были применены для исследования .спонтанной аморфизации фаз высокого давления в.систем! . И*п-2В и Сс1-£в * Выло показано, что экзотермические те) ловые эффекты перехода ФВД в аморфную фазу значительны и сравнимы с теплотами плавления компонентов в этих система "Энергии"активации процесса аморфизации малы по сравнению-энергией Активации диффузии в полупроводниках й металлах.

2) Наблюдается увеличение плотности колебательных со стояний в области малых энергий для ФВД и аморфной фазы• Ц.Ф.) по сравнении с равновесной кристаллической (Р.К.). Величина этого эффекТауменьшается в ряду ®ДЦ

)... . .... 3) В системе А1--9гд впервые была обнаружена промежуточная фаза состава^70 аг^ 0е {Т-фаза), возникающая П] /давлении выше 7,3 ГЛа. Она была получена путем закалки го ■'давлением и- исследовала в метастабильном состоянии при а' дасфернрм давлении. Фаза имеет узкий интервал Гомогенное!

(не более 5 ат,!5) и является сверхпроводником (Тс=8~8,2 К). Структура фазы AlggGe^Q ("У-фаза) определена, как простая ■ гексагональная <с параметрами а =■ 2,830 Я, с = 2,622 8 . (¿0,005 %) при IDO К).; /

_ 4) При нагреве до комнатной температуры у -фаза переходит в аморфное состояние, кристаллизация аморфной фазы' идет с заметной скоростью при теадературах выше 200°С.

5) Методом закалки под давление-! были исследованы зависимости растворимости Se в AI от давления и температуры. Показано, что растворы А1(<? е) могут быть описаны моделью регулярных твердых растворов.

6) Методом неупругого рассеяния нейтронов показсло, что при увеличении содержания германия в растворе растет . интенсивность, широкого лика в спектре плотности фонОнных состояний в области малых энергий <10 маВ). Появления этого пикёг вызвано резонанс??™ колебанием тяжелых атомов & е

Методом далоуглового рассеяния нейтронов установлено; . что при распаде раствора AIggйejg образуются зоны шаровид- • кой формы. Размер зон зависит от температуры отжига, он составил для отжига при- и 6б°С соответственно. .

Для объяснения процессов, происходящих при распаде закаленных ФВД, предложена простая термодинамическая схема. ' Аморфное состояние рассматривается как промежуточное между иетастабильной ФБД и равновесным фазовым состоянием. ФВД теряет устойчивость по отношению к сохранении дальнего порядка при достижении ее виртуальной точки правления (npit. ? » I атм), и происходит аморфизация. Интервал устойчивости аморфной фазы ограничен сверху температурой рекристаляй- . зацйй, характерной для данной системы.

В работе обсуждаются возможные механизмы выделения . . аморфной фазы. •

Практическая ценность работы. Полученные результаты . логут быть положены в основу разработки ноеых технологий та массовому производству новых аморфных о широким набором-

-'Л- , . . - 4- >■

^электрических свойств.

Апробация работы. Основные результаты работы доклады- вались на ХГ Ыеяэдународной конференции ШИВД (г.Ниев, 1987 г.), ХП Международной конференции МАРИВД (г.Падерборн, ®РГ, 1989 г.), УЛ Международной конференции "Жидкие и .Аморфные Материалы" (г.Киото, Япония, 1989 г.), УП Международной ' конференции "Быстрозахвленные материалы" (г.Стокгольм, Швеция, 1990 г.).

» . . , ' '

Публикации. Во материалам диссертации опубликовано

б статей;

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитированной литературы.

I:' Содержание работы- ,

. ВВЕДЕНИЕ вклочает обоснование актуальности исследования фазовых диаграмм бинарных сплавов под высокий давление« и процессов распада закаленных фаз высокого давления и содержит краткое описание объектов, и методов исследования.

В ПЕРВОЙ ГЛАВЕ дон обзор литературы, посвященной но- л . выи методам аморфизации, исследовании различных физических 'свойств.веществ, полученных етими методами. К ним относятся ' процессы перехода кристаллической фазы в аморфную, минуя .гощкую'фазу: гидрирование металлических сплавов, отяиг многослойных сендвичей.получениюс напылениемипрокаткой , • : раЕг:ол в шаровьк мельницах, облучение злектронат й ионами а-вкссуийх ейвргий. Были рассмотрены также методы с кспользо-: • вЕжга высокого давления: закалка из расплава в условиях. ' -. вийокрРо давления, воздействия ударной волны, амортизация -г*. . закаленных фаз высокого давления (сплавы В-*эзементов, ыо- : : ■ дёкулярные кристаллы)' ¡<1 : Важно отметить следующее обстоятельство.

• : Несмотря на различие методик твердофазной выорфиэа- -ции/сни сводятся к одной простой термодинамической схеме. Мзтастабильная кристаллическая фаза со свободной энергией,

превышающей свободную анергию не только равновесного сое то- ' яния, но и переохлажденного расплава, может переходить в . промежуточную аморфную фазу или непосредственно в разновесный кристалл. Если переход в равновесную фазу кинетически \ ' заторможен, то происходит амортизация неравновесного кристалла, Было проведено сравнение ряда физических свойств . шорфных сплавов (параметры ближнего порядка, теплоты фисталлизации, низкотемпературная теплоемкость), получае-!ых скоростной закалкой расплава и по твердофазным рсакци-м, и оказалось, что соответствующие величины близки ;ши овладеют tl). .

ГЛАВА П поспящена описанию еког.ершентальных методов сследования. . "

Для приготовления сплавов были использованы компснен-и с чистотой не хуже 99,99$. Сплава и Сс£-£8 вы-

яавлплив вакуумированкых кварцевых еэдпулах ИО"® мм.рт.ст), )торък£$з1Ш1Ьченкя микроструктуры закаливали-в воду, спла-i Al-Öe получали индукционной плавкой в атмосфере аргона ... закалкой в охлаждаемые водой медные изложницы. С!остав и . , гссроструктуру образцов контролировали с помощью реитгено-руктурного и металлографического анализа {точность не же ¿0.2 ат.£)>. •

Квазигвдростатичёские давления до 9 ГПа получали в

паратах высокого давления (ДЕД) Tfaia "наковальня с лун-

й", которые были откалиброваны по давлению с помощью ре-ркпх переходовв ВЦ TI, Ва, а такта по барической эадшси-

втй точек Кюри сплава инварюго типа Рэ-32 вт.% Pi.

Фазовые превращения под давлением фиксировали методом ; 1ферепцпального термического анализа (Д1А). Для удержа-1 расплава была использовена составная самоуплотняющаяся тула, имеющая высокую прочность и химическую стойкость.

Новые фазы получали закалкой под давлением со скоро-- .'! >в охлаждения до 50 К/с, которая достигалась предвари- '.' . гьнда охлаядением деталей АВД жидким азотом. Образцы, держащие неустойчивые фа'зы, извлекали и хранили в жидком ..* >те, а при изучении их свойств помещали а криостаты уста-. <ок без отогрева.. , • . \:'Л *"'■'■ л

- б -

Рентгенографические исследования проводили на дифрак-тометре ДР0Н-2.0 с низкотемпературной приставкой (^.100 К). . Температуру сверхпроводящего перехода измеряли индукционным способом. ■

Процессы превращения, происходящие при нагреве зака-, ленных $ВД исследовали с помощью методов дифференциальной ... сканирующей калориметрии и дилатометрии. В интервале темпе-•ратур 80-350 К бил использован калориметр типа Кальве конструкции Институте, химической физики АН СССР с батареей термопар ыедь-нонстанган в качестве теплового датчика, мас-. са образцов составила 3*4 г, а скорость нагрева, варьировали в.пределах 0,5-1 К/мин. При температурах вше комнатной применяли микрокалориметр ДСМ-2М (г.Цдано) (скорость нагрева составляла 1*4 К/мии'1 масса образцов - 20-100 мг). Точность определения величины тепловых эффектов была не ху-• же- +10$.

Начальные стадии превращений ФВД в пистеме изу-

чали также методом измерения электросопротивления.

Применялась 4-х-контакт, схема с прижимными контактами, из золотой проволоки. Измерения проводили на переменном• • токе частотой 34 Гц.

;У Эксперименты шгнеупрутому рассеянию нейтронов прово-; " 'дшм на времяпролетном спектрометре 3V 22 на пучке тепло--вых нейтронов реактора Д1Д0 в Юлихе (ФРГ). Нейтронограммы «шрфйзЪванных сплавов 2и--£>& снимаЛи-на порошковом ней-трсшом дифрактометре Ленинградского Института ядерной фи. -айн!! АН СССР. '•.'

Для, исследования субструктуры пересыщенных растворов . АКй е) в процессе распада был -использован метод малоугло-. вого'рассеяния нейтронов. Измерения проводили на калоугло-зон дифрантометра импульсного реактора Ш>-2"( Объединенный Институт Ядерных Исследований, Дубна» СССР) по времяпролэт-• ной методике-. . . ' •■•'•'.--'>.;:'-. -' .^-'"^Г

В ГЛАВЕ И Представлены результата исследования процессов амортизации закаленных ЗЩ в системах и . и последующей кристаллизации аморфных фаз (СЕ.-фаза), а также динамических свойств этих сплавов в состояниях ФВД и сС -фазы.

.При атмосферном давлении в системах и

образуются промежуточные полупроводаиковые соединения: Вкнвб^, Zh.se Ъ ШШ. Образование

этих соединений из металлических компонентов происходит с увеличением объема. Поэтому с приложением давления з' и фа- • зы теряют устойчивость и распадаются, при давлении о ?т-шетственно 7 и 3,5 ГПа системы-58 ц СсС-Зв станс ;ят- , ■ся простыми эвтектическими Ш» Дальнейшее увеличение давления приводит к образованию фаэ "металлического типа: ф-фаоа 2п. - 574-60 ач.% и р -фаза {ат.%; интервал гомогенности гр -фазы также несколько ат.$). Фазы -8 и ц* являются сверхпроводниками с Тс ¡=6,8 К и 4,9 К соответственно 121. Структура гу> -фазы определена как простая гексагональная (а = 3,182 Й, с «* 2,939 Я + + 0,005 8), для <5" -фазы предполагается ромбически искаженная гексагональная структура Я2Ц-» При нагреве до комнатной температуры закаленные 5Щ -переходя? в аморфной состояние, кристаллизация Ч ¿фаз происходит при отжиге 100+200°С С2|.

На ;рис.1 и 2 представлены калориметрические и-дилатометрические кривые нагрева <?" и -фаз. На этих кривых хорошо видны два пика тепловыделения и аномалии объема, соответствующие величины приведены в таблице *

ш

амортизация кристаллизация

(

Тепловой

Ц/?моль)

4,%0и8 6,^,6

Объемный

Ж»

12,610,3

-с,о*р,з

Таблица

Энергия

Шации. моль)

140|£,0 £8+2

26СМЮ 250*29О

4 о*

«а

<12.

5 ИНН

50м»"

2

■хо СР

т

ег

200 250

500

450

600

Рис.1. Зависимость мощности тепловыделения

при нагреве с закаленной

2 мии

2

о %

со

со

•а

1

ь 6

2. •

0

1

0.5

а

• Ю

500 ; 350 «00

—< 20 мин , у

► /

<

■ 1

у

■ ИТ-Г*"

6

. 500

550 Ю0

20

О

т;«

Рис.2.

Мощность тепловыделения

(а) и относительное удлинение образца

(б) как функция температуры при нагреве закаленной

Т -фазы

в) зависимость степени превращения X оС) от температуря - калориметрия

—- дилатометрия

2

Пс данным рентгеновского' и нейтронного фазового анализа первые аномалии соответствуют аморфизации ®Д, а вторые. -переходу 'л -фазы в равновесную кристаллическую смесь.

Энергия активаций аморфизации существенно ниже энер- '. гий активаии!^вЧле?алл&х и полупроводниках [3,4]. Теч для цинка и сурьмы она составляет 96 кДж/моль и 200 кДя/моль. соответственно t3]. По-видимому, процесс аморфизации не контролируется объемной диффузией. Переход 8 -фазы в аморфное состояние был исследован также методом измерения электросопротивления. Образец ФДЦ подвергался ступенчатому отжигу, на рис.3 представлены кривые зависимости сопротивления от температурь: на различных стадиях отжига. Мета," пиче-ский поликристалл переходит в полупроводниковое аморс. тое состояние'. Это превращение имеет несколько характерных особенностей. Кривые 1-4 демонстрируют металлический ход сопротивления во всем интервале температур (необратимое изменение сопротивления начинается при нагреве выше 105 К), при этом 100-кратное увеличение сопротивления сопрововдает-ся уменьшением TQ всего на 5-6%. Затем на кривой j> (Т) появляется максимум, который постепенно смещается з сторону низких температур (кривые 5-8), начало сверхпроводящего перехода перестает смещаться по температуре, но переход сначала расширяется, а затем становится неполным: сопротивление не падает до нуля. Вдоль кривых-9-II везде Э$>/Э7"<0 '.

Образец в состоянии, описываемом кривой II, содержит еще около 50% металлической -фазы.

Перечисленные особенности указывают на го, что аморфи--зацил 8" -фазы происходит негомогенно, в металлической матрице появляются выделения аморфной фазы.. Вопрос о форме выделений остается открытым. Можно предположить, что образб'ва-ние <z -фазы происходит на границах зерен & -фазы как наиболее выгодных в энергетическом отйошвнии местах. Затем -пленка амор^ой фазы полностью покрывает sepia & -фазы * и образует сплошные, изолирующие слои.

Рис.3.

Температурные зависимости электросопротивления, образца на различных стадиях аморфизации. Справа около кривых указаны отношения сопротивлений Й/Ио при Т - 77 к з текущем и в начальном состоянии образца

ISO т,к

Предложенная шдель получает подтверждение также и при анализе калориметрических кривых аморфизации (ем.рис.^ и 2). Коэффициент в уравнении Аврами iö], определяющий

зародышей растущей фазы, в данном случае попадает в кнтеррол 1*2, что соответствует одномерному росту. Такая ситуация и реализуется на начальных стадиях роста аморфной пленки на границах зерен ФЕД. ' ' ' ;-•

В работе I б] предложена альтернативная фрактальная ' модель структуры & -фазы. Для окончательного ответа на возрос о' механизма роста и форме ввделений аморфной фазу . "в'сйс.'шйо Zrt~£8 на различных стадиях превращения необходимо прямое електронбмикроскопическое исследование. ' Спёктры плотности колабательных состояний сплавов Zuit^ßßgf и CcLifb&fesjt были измерены методом неупругого рассеяния'нёйтроно® (НРН). Сплавы находились последо-. вательно в трах состояниях: Д.'ФВД, 2) амор^ая фаза' к ' 3) -двухфазная равновесная спесь ifnSB *£ü («ли CdSB*$ß ). '-.(cM.pmi4). Динамические фунйдаи всех трех фа'з в

области 15-25 мЗБ подобны и никакие значительные отклоне- •

ния между- ними в пределах статистической точности окспери-* ' мента не наблюдаются, В области малых переданных энергий до б мэВ отчетливо видно увеличение динамической функции

& -фазы и а -фазы по сравнению с равновесной двухфазной смесью %п.В8 8 .

<t ы

X &

tii

т

Zn43Sbg7 т=120 к

4 + -1

д-2

, .«-а

;

. 1.. , , - , Tit1?®

-ю

о

10

20

Рис.4.

Динамическая. функцияЯте;, полученная из спектров НГН, для сплава 2««з,Я5„ в метаста-бильном поликристаллическом (&-фаза), шоре ном (Л-фаза) и равновесном поликристаллическом со-

кта )

(1,2,3 соответственно)"

от результат говорит об ослаблении межатомного взаимодействия в мотастабкльном металлическом состоянии (S-фаза) по сравнениэ с равновесным полупроводниковым (полупроводншео-вое соединение 'Zn£8(GcLS&) составляет 86 атД об- ' раэца при нормальных услор-'ях). Указанный эффект можно объяснить следующими причинами: - '.

1) Зачаленная 8"-фаза является иетастабильной, как еле--дует из калоргшетш я электрических измерений, начальный ,г 7 стадии аморфизации-люшт в интервале 105-11Ю К. Возмогло, при температуре измерений (Т » 120 К) некоторый фононньр моды могут бить сильно ангаршзничны. ' г.-,,.

2) Сильное лзыбнекне электронной конфигурации атомов при переходе полупрозодаик-металл под давлением.

3) &-фаза является сверхпроводником, и за счет элект-рон-фононного взаимодействия может происходить увеличение плотности фононных состояний в области низких энергий, как это наблюдалось для соединений со структурой типа А-Х5 [7]. В аморфных фазах кроме акустических колебаний в низкочастотную область спектра вносят вклад еще три группы возбуждений двухуровневые состояния, моды, связанные со структурной релаксацией и локальные колебания резонансного типа. Для определения типа колебаний, преобладающего в случае аморфных фаз Нп-Д? необходимо точное измерение

зависимостей интенсивности рассеянных нейтронов от переданной энергии и импульса и их температурного хода. Результаты в случае -фазы ) аналогичны описанным для -

фазы(Ип-Зв) .

В ГЛАВЕ 1У представлены результаты исследования фазовых равновесий в сплавах А1-бе под высоким давлением (до 9 ГЛа), свойств закаленных ФВД и процессов их распада.

' При атмосферном давлении А1 и Не образуют простую эвтектическую систему, с малой взаимной растворимостью. Однако, металлический радиус бе (для координдционного числа 12) близок к радиусу А1 : «= 1,369 А и /¿е =>

* 1,432 8 19]. Различие електроотрицательностей элементов невелико, т.к. они находятся в соседних группах Преодиче-ской таблицы. Алюминий и металлический германий удовлетворяют таким обрезом критерию Даркена-Гури для образования широкой области твердых растпоров {91. Удельный объем германия в металлическом состоянии ниже объема полупроводникового германия, что приводит к понижению термодинамической устойчивости полупроводниковой фазы с приложением давления и существенному изменению вида фазовой диаграммы А1- Не . Значительно возрастает растворю,гость &е в А1» происходит образование металлических промежуточных фаз в области богатых ве сплавов.

Методом "закалки под давлением" были построены изотерма (Т=300°С до 9 ГПа) и изобара <Р»6 ГПа до 350°С) растворимости, что позволило оценить теплоту растворения д №* я 30 кДж/моль и уменьшение объема при переходе 0е в состояние с к.ч. 12 ¿V -2 см3/моль (10] . Величина теплового эффекта при полном распаде раствора А1^ бе 13 составляет 42 кДк/ыоль, что близко к сделанной оценке теплоты растворения. •

Растворы АК бв ) демонстрируют резкую зависимость Тс от содержания бе . Так критическая температура меняется с 1,19 К для чистого А1 до 7,0 К для раствора, содержащего 18 ёчс.% (}е .На кривой эвтектического плавления (построена методом ДТА) в точке с координатами 7,3 ГПа и 335°С наблюдается характерный излом, соответствующий тройной точке. Методом закалки под давлением фиксируются две промежуточные фазы: ф -фаза состава 45-50 ат.% (Зге с Т0* •»5,4 + 0,2 К и '<Г -фаза состава 68-70 % ве с Тс«8-8,2 К. Фаза Ф имеет низкосимметричнуо структуру, а ф -фаза -простую гексагональную решетку с параметрами Л =* 2,-830 А, С=2,622 (+ 0,005 Я)с/«=0,927 ( Р '» I атм, Т - 100 К). Фаза Т была получена впервые. з» •

Дуть, по которому идет -распад закаленной -фазы, зависит от скорости нагрева"образца. При медленном ступенчатом нагреве (шаг 20°С, выдержка 1,5 ¿гаса) до 0°С в образце образуется новая фаза типа батого олова с параметрами а ш 5,08 А, С»2,82Х (+ 0,01 X) С/а « 0,56. В интер- ' вале 0-20°С на процесс обравования кристаллической фазы накладывается аморфизация образца, о чем можно судить по ..увеличению фона на дифрактограммах. Если же образец^наг-реть от -190°С до 20°С, то уже через 0,5 час на дифракционной картине' присутствует лишь сильный фон с широкими • максимумами (оценка размеров областей рассеяния, сделанная• по формуле Селякова-Шеррвра, дает значение'4' 10 А).

Кристаллизация аморфного сплава протешет с замешай скоростью при температурах вше 200°С (™ 2-3 час необходимо для достижения равновесного состояния),

В <М8Щ1 (по сканирующей калориметрия- и даигишметр® (скороШь > Ь°С/тп) бизш 'Лбаадпкаш «шж

объема <й шшщйеяшм, тшогттав шблвдшжм аз едучш спяшм Шъ и 'Osî -SS » они также соошетсю^еа?

ЕМорфааЩ}{й ФВД tt кристаллизации аморфного сплава (тепловой эффект Кристаллизации составляет 3,6 кДж/моль).

Фаза 'ф (AI50 ße 5q) при нагреве до 200°С сохраняет 'йб0В структуру и переходит в равновесную смесь AI+ йе эдоекй'отаига 200°С, 1,5 час. . Это подтверждается как сту-ШйШты отжигом, так и калориметрией (экзотермический эф-

'Перехода ф M + öe составляет 4,7 кДк/

*«Й>)>

-Дйнамика решетки твердогораствора AI( (Je ) в закаленной состоянии и при отжиге была исследована методом НРН. Для определения формы и количества ввделений избыточного

(Je в процессе распада раствора был использован метод малоуглового рассеяния нейтронов. В закаленном состоянии между критической температурой сверхпроводящего перехода ЧЯ^ ) и параметром г.ц.к. решетки ( OL > имеется линейная вавиоимость. Доя образцов растворов отжигаемых при коннат-«Шй температуре эта зависимость не выполняется, происходит феаксв щадение Ic , а параметр решетки практически не ме-1няегуся шсечение ¡первых 100 час отжига. Было ввдвинуто щредп сложение., -дао ¡рост Т.е раствора А1(<*е ) вызван <«е •womatB фосягои яшигноми ' оостояний - на уровне Ферж, 'но 1 4t смягчением (фовднного спеюхра. '

Для проверки сделанного предположения чветодои неупру-»рассеяния нбЖцюнав лосхроены спекяры 'колебательных • 'СОСТОЯНИЙ дет растворов 'Ш96<&е 4 ж 13, которыз

'находились •посиздбватотшно ¡в закаленном, -частично отожяе-ШШ 1л ^равновесной соотойнви шря тудшткых ¡условиях (AI+ ч-Фе V. У »плавлено., ч»о % дапедаре -parawqpa ib иобяаояи ма~

'лык анергий (10 мзВ) появляется широкий пик» которого кет в ( чистом AI. Интенсивность пика растет с увеличением концентрации äre , в процессе отжига интенсивность пике падает. Плотность состояний, рассчитанная в предположении нэизмен- ; иости констант силового взаимодействия (AI-(J-e , AI-AI) при растворении ßfc и экспериментально наблюдаемая для раствора Algrp (Je 23 совпадаитдостаточно хорошо. Это позволяет считатьj что пик"плотности состояний раствора AICöe ) вызван резонансным колебанием тяжелых атомов (соотношение масс; б-е и AI равно, 2,69). . • , v

Малоугловые измерения проводили на образца состава AIgg б,е при температурах 20° и 65°С. Анализ формы кривой малоуглового рассеяния показал, что выделения имеэт шарообразную форму0с радиусами R (20°С) =» 36 ± 3 Я и R (6в°С) = 48 + 3 А соответственно, причем размеры выделений практически не изменялись в процессе отжига, а их ко-' личество возрастало. . .

Йо-ввдимому, при распаде раствора происходит ввделэ-ние Ö-е в полупроводниковой модификации (соответствующие : линии на рентгенограмме появлялись уже после oj 15 чао отжига). Критическая температура Тс матрицы, обедненной германием, падает. Слабое изменение параметра решетки .. матрицы вызвано, вероятно, механическим взаимодействием , ввделений с решёткой матрицы раствора. .. , ; ;

В ЗАКЛШЕНЩ дано обсуждение основные результатов,; работы. ■ . - - '

. Основные материала диссертации опубликовании в следующих работах:

1. БариаловО.И., Белаш И.Т., Вояншюв А. И., Понятовский В.Г. Калорниатричеовое исследование аморфизавди в вооледрийей кристаллизации фаза вдаоного давления в сиотемэ Zbi'S8 , ФТТ, 1988, г.ЗО, в,9* 0.2724-2727.

2, Баркалов О.И., Белаш И.Т., Гантиахер В»Ф., Пояятовокий Е.Г., Теадннский в.М., Переход метадя-диадектрхй: при амортизации ыетастабняьной фазы в системе 2n.-£S Пиоыш в 1ЭК, 1968, т.48, в, ГО, 0.561-564.

3* Barkelor 0.1., Belash I.Т., Surov A.P., Ihercally ' Activated Amorphieation of the Quenelied High-Presnuro Ibase in th« Cd-ВЪ system, IhyB.St.Solidl(a), 1939, ▼•H5, K19-K22. 4* Варсалов О.Й., Белаш ИЛ.* Дегтярева В.Ф., Цояятовсгай Е.Г., Кристаллическое и аморфное состояния сплавов 68-бе ' после воздействия высокого давления, ФТТ, 138?, т.29, • ; В.7» С.Г975-1978.

б. Ponyatovaky Е.СГ., Belash I.Т., Barkalov O.I., Рзгевзиге-; induoed amorphous phases, J.Hon-Cxystalllne Solids, 1990, v.117/116, p.679-687» ' 6* Eagtyere-va V.?., Chipenko O.V., Belash 1.3., Baxkalov , O.X., Ponyetovuky E.G., P.C.C. Solid Solutions in Al-Ga . and Al-Bi olloye under high pressure. Phya.St.Bolidi(a), 1985, "».69, К12Т-К1Э1. ... 7» Kolesnikov A.I.. PragerH«, Bohober H.IU, Buchenau U., Baxfcalov O.I., Belqsh 1,4,, Ponyetovaky B.G., bow- ' Prequeasy Exitationa in Al-Qe alloye quenched under high Pressure. Springer Proceedings 'in Physics. Byna-nice of Dieodered Materials 1989, '»37, p.191-135» v 8* Bwrkalov 0*1», Chipenko 0*7«, Phase equilibria under . ■ fai«h ргсямт« In Al-Si, Al-Зе eyoten, Proceedings' of XL АХЯАЛ. International conference, Kiev 1989, v».1, p,270-ZT4«

- TT-

Barkalov О» I., Bolaah I.Ï., Ponyatovolqr S.O., ■■..'■■'■■■.'[}-i Anorphlzatlcm of ЛЬ» quenched high pressure pbaaoa In Zn-Sb and Od-Sb eysteaa, HiebPreaauMReoearóhi.1990/ v. 4, p»330-392 (?ráo«édlnge of i2th Ш» aonferenc«,

-Paderborn, FRO, 1989)« , .<-'.''.".:. ^Г-,: V. vi''

Цитированная литература

1« Ssmwex К», Physics Reports, 1988, v.161, H1, 1-41». 2. Белаш и.Т., Дегтярева В.Ф., Понятовокий Е.Г., Ращупкин

• В.И., ФТТ,. 1987, т.29, в.б. 1788-1793. , ' ' " :: 3» Смитлз К.Дж.. Металлы, Спр.М.Мегаллургия, 1980, 447о. 4< Таблицы физических величзш. сцр./цод ред.И.КЛШкошщ/

М.Атомиздат, 1978, ГО38о. '...''

5. Дристяан Дк., Теория превращений в металлах и" сплавах,

Ы. Мир, 1978, 8060. б* Ганашхер В.Ф.» Есвгов С.Э.; Тешшнскза В.М., ЕЭТФ* , 1990, т.97, B.I, 0,373-383.

7« SheweiBs В.P., Renker Б., Schneider В., Reichardt У., in Superconductivity of d- пхй f-bend cetala, U.X.-: London, 1976, p.186. 8. Richntcu 0«Ф 1Ы, Workshop о Dynamics of Disordered

Katerisls, §ept. ,26-28, 1988, Gxenoblei 9» Pearson W.B* The Crystal Cbemeatry and Physios of Öetalc

and Alloys, Wiley Intersoience Inc. U.Y., 1972* 10. Свелкн P.A. Термодинамика твердого состояния. М. Металлургия, 1966, 316с.