Симметрия и стабильность сверхструктуры с антифазными границами тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

«Я Г. б 92

ТСШШ ОРДЕНОВ ОЮлБРЬСШ! РЕШ;1Щ1И И ТРУДОВОГО КРАСНОЮ ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННА УНИЬЕРСИТЕТ им.й.В.НУИШШЕНА.

ТОйСКИЙ ИНЖЕНЕРНО-СТРОИТЮЬНЫИ ИНСТИТУТ

На правах рукописи • УДК £39.2.001.5:548.313/.4

ГОШЕНКО ТАТЬЬНА ШЖ1ЕВНА

СИММЕТРИЯ И СТАБИЛЬНОСТЬ СВЕРХИРУШРЫ X Г С АНТЙШШМИ ГРАНИЦА!,И

01.04.07 - физика твердого тела

Автореферат

диссертации на "соискание ученой степени кандидата фмико-иатематкческих. наук

Уо|.1С'{ -

■ Работа выполнена в Томском орденов Октябрьской Революции-и Трудового Красного Знамени государственном университете имени В.В.Куйбышева и Томском инь^нерно-строительном институте

Научный руководитель: доктор физико-математических наук, профессор Э.Ь.Козлов.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук Хон О.А.

кандидат физико-математических наук Потекаев А.И.

Ведущая организация: Институт прецИаионных сплавов ЦНШ'Ч!, г.Ыосква

Защита состоится . 1992 г. в час.

на заседании специализированного совета К 063.33.05 по присуждении ученой степени кандидата £изико-:латематических наук в Томском орденов Октябрьской Революции и Трудового Красного Знамени государственном университете им.Ь.В.Куйбышева (634010, гЛемок, 10, пр.Ленина, ЗЬ).

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке

Томского университета.'

Автореферат разослан * " ' £992 года

Ученый секретарь специализированного совета кандидат физико-математических

наук . И.Н.Анохина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА PAEGEi

тацип |

Актуальность работ;». В настоящее, время зсо шире прн:.:е-[язотся d промыяленноста упорядочивающиеся с плави. Основные ¡ехакиз!и упрочнения этих сплавов обусловлены строением и !эоЗства?Я! шгткгТязных границ (Ai>D [1,2]. Строение АФГ •еяслвно исследуется с начала 60-х годов [З-б]. Изучена кри-¡таляогеомотрия харзкторпгс АФГ в различных сверхструктурах, юйдека тенденция к кристаллографической анизотропии их за-гегания, описаны процессы релаксации атомного порядка л кон-гантрациошшх сегрегация на АФГ, определена тонкая структура 1ФГ в дшшнопврнодических сверхструктурах. 3 последнее вре-лл гатексивко развивайся исслэдоешшя тонких атогяшх со^енл;; :а АФГ и расцепления 1.-рзсталлографическнх плоскостей вблизи L5P [7-I0j. Значительный вклад в науку об АФГ внесён зарубе.?.-ия исследователями: Царсикковским, Амеяииксом, Брауном, )гзвой.Сато п Тоссом, Флкнпом, Каком, Клкучи и др. Серьёзные газработка отечественных исследователей: Попова 1.Е., Козло-за Э.З.» Глезера A.M., Старостенкова 1Л.Д. п других значлтель-ю обогатили современные знания об АФГ. В то .те время струк-rypa А£Г так экспериментально, так и теоретически изучена все гцэ недостаточно детально. В частности, отсутствует исследование сидаотрийнчх аспектов структуры и тср^одига-япст АФГ, а faitze шляние на ориентацию АФГ типа металлов, образутаих жав. Всё это приводит it необходимости дальнейшего развития геории АФГ. Наиболее исследуемышт и используемыми являются : плавы со своргструктурой ¿Г/^ . Поэто?.дг целесообразно было гасвятить работу строению АФГ в сплавах со сверхструктурой

Обзор литературы показал, что к моменту постановки задач ^стоящего исследования энергия АФГ изучена лишь в простейших гриближепиях, представле!шя об электронных конфигурациях в окрестности АФГ пршшпоски не привлекались, а атомные смещения 13 узлов резэтки анализировались лишь на основе экспериментальных дачных или в рамках модельных потенциалов.

Настоящая работа посвящена сииметрийным аспектам разового перехода беспорядок-порядок и развитию теории АФГ в билар-шх сплавах на основе гранепентриропанного кубического (Г.Ц.К.)

твёрдого раствора.

Пел?,т> работы является качественное исследование проблем стабильности как самой сверхструктуры tCi^ . так и её основного дефекта строения - AST. При этом необходимо было изучить, во-первых, симметрийные изменения, связанные с фазовый переходом типа упорядочения А{и с образованием в сверхструктуре etfg. АФГ различных ориентации и типов. Во-вторых, необходимо было рассмотреть ориентационную зависимость энергии АФГ и выйти за раит традиционной модели парно го межатомного взаимодействия, применив модельный подход тес рии кристаллического садя.

раучная Впервые выполнен симметрайный анализ

атомных положений и статических смещений атомов на АФГ. Раз: та оригинальная модель ориенташонвой зависимости энергии А' в которой явление анизотропии обусловлено различным изменен еы локальной етмлетрии христалякчегасв* полой в окрестности AST. Аля кубических АФГ выявлена еяергетичесваа выгодность смещений атомов в плоскости дефекта* Показано, что при ynoj дочевии возрастание симметрии холлективизировашш элекгрог вах состояний мозсет дать энергетический вклад в стабютзаю сверхструктуры. Найдены варавато-образутеие грушш для фаз< вше переходов а различные сверхстружтуры из - Г JUK. твЗрдоп раствора.

ПРЙКШ8ШЯ ,аОД9СТ* paftW* Развитая в вастоящвЯ ра те методика исследования А®1 мохэтбыть применена к другим сверхструктура» к другим типам плоских дефектов. Получении диаграммы ориеатадазявой зависимости анергии АФТ могут бьп использовали для анализа экспериментальных данных и выясв« роли межатомного дальнсдейстдутоаго взаимодействия врааш вше упорядочивающихся сплавах.

Материалы, вояедшие в диссертации, были использованы монографиях Козлова Э.В. с соавторами £11,12];

Дуррр зуртдает аледунигие тоцтояптгя:

1. Роль изменения симметрии коллективизированных электрон состояний при образовании сверхструктуры в энер тической стабилизации атомного дальнего порядка.

2. Ориентадионная зависимость энергии АФГ в пространстве атомных взаимодействий, ,

3. Локальная симметрия атомных позиций на А5Г и глтеглкаая из неё возможность атомных смешений в окрестности А5Г.

4. Положение о роли заполнения d, - оболочек компонент сплава в анизотропия энергии А5Г.

Дгообатая работы. Основшо результаты работы докладывались на Всесоюзных совещаниях по упорядочению атомов и его влиянию па свойства сплавов (г.Томск, 1976 г., г.Ккез, 1978 г., г. Свердловск, 1583 г.); на Всесоюзных школах "Теоретическое исследование энергетических спектров электронов а металлах и теория £аз в сплавах" (г.Томск, IS8I г., г.Майкоп, 1938 г.).

Публикении. По материалам диссертации опубликовано 5 статей и 4 тезисов докладов.

Структура и объем работа. Диссертация состоит из вводепия, пяти глав, заключения и изложена на 119 страницах мэлинопнено-го текста. Диссертациоиная работа включает 22 таблица, 34 рисунка, библиография содсрпат 113 названий.

ОСНОВНОЕ СОДКРГАШЕ РАБОТЫ

Во введении кратко обсуждается проблема образования сверх-структурн с антифазными границам, её актуальность, показана научная новизна л практическая цопность полученных результатов. Дана краткая характеристика разделов диссертационной работа и сформулированы её основные положения.

Первая глава представляет собой литературный обзор. В ней приводятся основшо понятия теории упорядочения атомов и представления об антифазных границах и антифазпнх доменах. Подробно рассмотрена ехала теоретико-группового исследования доменной структуры, согласно которой для описания различных вариантов направлений упорядоченной фазы необходимо найти, так называемую, варианто-образутяцую группу. Отмечается, что для фазовых переходов типа упорядочения в Г.Ц.К. твёрдой растворе такие ва-рианто-образующие группы найдены не были.

Рассмотрены имеющиеся сведения об ориентапионной зависшос-ти энергии АФГ. В рамках модели Изянга с учэтом езашодейсхвия лишь ближайших соседей в сгерхструкуре ¿112 состава А Е>3 теоретически получается нулевой значение энергии \1>Г о ллозкостьг. залегания (001) и сектором сдвига [^Ч! • Согласно этому подходу, в сверхструктуре I2 все А5Г доджи тяготеть к плоскости куба. Однако, проведенный аналт' экспери.'сгтаг.ьних данных

6 . Показал, что, если в спловах благородных металлов АФГ стремиться преимущественно к кубической ориентации, то в сплавах переходных металлов наблвдается изотропность плоскости залегания АФГ. Такое развое поведение сплавов относительно ориентации АФГ диктует необходимость помимо изменения соседства атомов рассмотреть и другие факторы в оривятащгонной зависимости энер гги АФГ. Обсулдается кратко влияние размерного фактора на энер ГШ] и атомную конфигурацию АФГ. Замечено, что ориентавдонная зависимость энергии АФГ может быть обусловлена симметрийными изменениями при образовании АФГ. Такой подход к проблеме анизотропии энергии АФГ в литературе ранее отсутствовал и применяется впервые в настоящей работе. •

В этой зе главе приводятся некоторые сведения из зонной структуры и теории кристаллического поля, которые необходима црл рассмотрении оригинальных глав диссертации. Отмечается, что, несмотря на широкую известность зонных представлений, сравнения симметрии точек обратного пространства для неупорядоченной и упорядоченной структур некто не проводил. Даётся обзор теоретико-грушовшс методов исследования фазовых переходов и обсуадаится основные результаты, полученные в этом направлении. Указывается на то, что в этих работах успешно была развита теория упорядочивапцихся сплавов [13,14}. Однако, вопрос о применении теоретико-группового подхода к изучению дефекта АФГ в данной работе ставится впервые. В конце главы сформулированы задачи исследования:

1. Дать анализ изменения симметрии точек Ж -пространства при фазовом переходе А1-» Х12 ♦ '

2. Выяснить соответствующие этому анализу изменения в законах дисперсии электронов и топологии энергетического спектра электронов и фононов, :

3. Проанализировать влияние этих эффектов на энергетику образования сверхструктуры ¡С

4. Классифицировать доменные структуры для всех сверхструктур образующихся на основе Г.Ц.К. решётки.

5. Описать симметрию атомных позиций на основных АФГ типа , I [НО]. как консервативных, так и неконсервативных,

6. Проанализировать характер расщепления энергетических уровней сС -электронов и установить, при каком числе -злев

тронов АФГ какой ориентации могут обладать конфигурациями с пониженной энергией.

7. Описать на этой основе возможные смещения атомов, лежащих на АФГ.

8. В модели парного взаимодействия при учёте вкладов от первых трёх координационных сфер проанализировать ориентаци-оннув зависимость энергии основ!Шх АФГ сверхструктурыХ^. Найти в пространстве взаимодействия области стабильного состояния АФГ, метастабильного и нестабильного.

Во второй главе "Оимметтжйные аопекта Фазового переходу беспоряяок-порядок в сверхструктуре X " приводится теоретико-групповое описание (Тазового перехода дх -+■£ 12 • Проанализировано изменение сишетрии коллективизировашшх электронных и фононных состогашй. Обсу вдаются, в связи с этим, изменения в топологии энергетических спектров. При упорядочении внутри первой Г.Ц.К. зоны Бриллюэна возникают четыре зоны Брпллюэна простой кубической структуры Показано, что для

многих - точек обратного пространства симметрия при этом возрастает, и появляется "слипание" энергетических ветвей в электронном спектре для некоторых представлений. На примере сплава Си^было найдено, что при определённей положении уровня Ферми симмвтрийные изменения в спектре коллективизированных состояний могут давать энергетический вклад в стабилизацию упорядоченной структуры. Рис.1 иллюстрирует схематически один из таких возможных случаев.

€

Мак)

<///>

Рис.1. Топологические изменения спектра электрошок состояний в точке Ау при упорядочения.

Рис.1(а) показывает ситуацию, если бы не происходило в ' ь данной точке 7Г "слипания" энергетических ветвей £ (Я! ),

м а возникал только скачок энергии, связанный с появлением но-

* вой грани зоны Бриллюэна, Но, так кок возросшая симметрия в

' точке приводит к увеличвшш кратности вырождения электрон-

ных состояний (на рис.1 кратности приводятся в скобках), то имеем ситуацию на рис.1 (б). При этом, если уровень Ферми проходит вблизи состояния симметрии Л^ , то имеется возможность понижения полной энергии сплава при образовании дальнего порядка. Построение Харрисона показало, что сфера Ферми дл» неупорядоченного сплава , в котором имеется один элм

трон на атом, проходит вблизи точки /и . Это согласуется о имеющимися в литературе сведениями о прохождении поверхности Ферми вблизи этой точки. Следовательно, в настоящей работе найден один из возможных факторов стабилизации сверхструктуры

Анализ изменения законов дисперсии электронов в квадрата ном приближении показал, что для тех представлений, которые обуславливают при упорядочении "слипание" энергетических ветвей, либо появляемся нулевой наклон кривых £ (7 ), либо он сохраняется при усложнении вида законов дисперсии. Приведёт» ситуация в точке >6 на рис.1 соответствует второму случаю.

В работе найдены колебательные представления для нвупоря доченного и упорядоченного сплава состава АЬ^ сверхструкту ры . Установлено, что для некоторых 7? - точек имеет место возрастание кратности вырождения фотонных состояний,

В третьей главе "<?риентазря АФГ ? энергия уфпяг.этения щ сплавах со свевхсптстурой 2 " содеряатся исследования ориентацаокной зависимости энергии АФГ. Рассмотрено, как опре делённый вид зависимости фурьо-образа энергии упорядочения : V ( К ) влечёт за собой ориентацию АФГ по кубическим плоскос тям. С учётом взаимодействия на первых трёх координационных сферах найдено выракение для V ( К ) в структуре А1 и рассмс ревы необходимые и достаточные условия наличия "лоябины" у 31 функции вдаль одной из осей координат обратного пространства, Это отвечает случаю образования сверхструктуры «С ^ с ПР6® щественной ориентацией АФГ по кубически:.! плоскостям. 3 пдосю та относительных координат Щ , ( ^ , , Ц - энери

тгорядочения на 1-ой, 2-ой, 3-еД координационных сферах) найдены области соответствующие выполнению рассмотренных условий 1ЛЯ V4>0 е V, < о.

Более детальное описание ориентационной зависимости энергии АФГ в сверхструктуре состава ABj в настоящей работе галучено путём вывода формул для энергий АФГ с вектором сдвига -у- ПО и плоскостями залегания: (001), (100), (ПО), (ПО), (III), (III), (112), (Tl2). Изображение атомной струк-гуры одной из рассмотренных АФГ дано на рис.2.

Ю

Рис.2. АФГ типа [НО] (III).

В модели парного межатомного взаимодействия с учётом трёх координационных сфер энергия АФГ, приходящаяся на единицу площади, находилась в следующем виде:

Е= к /Ч К + К * % )

где - число атомов в единице шгощади АФГ, •Щч ГИг • - числа "неправильных" связей атомов, пересекающих плоскость АФГ соответственно для первых, вторых и третьих соседей. Найдено впервые, что в таком приближении энергии консервативных и неконсервативных границ совпадают для

всех ориентадай, кроме кубической. Рассчитшш области относительной стабильности различных АФГ в плоскости координат ^ ;

& , которые изображены внутри области стабильности сверхструктуры на рис.3. Приведен вариант при > 0. Прове-

Рис.З. Области относительной стабильности различноориен-тированных АФГ.

дено относительное сравнение энергий АФГ рассмотренных ориентация и типов и построепы области метастабильностп различных АФГ, для катаоЯ из которых в работе приведена последовательность ориентации АФГ по керо увеличения их энергии (с.м.рис.4).

Pxc.4. Области метастабильности различно ориентированных AST для олучая Для наиболее крупных об-

ластей последовательности энергий АФГ следувдае:

I. E(ooi) < Е(юо) ¿ Et« о) < £(т) ¿ £(<") -

г. Е(оо<) < В (но) с Bùoo) < Е(нг)< £{<«)

3. Efoot) с Etffo) < f//^ <с EÍ/oa)¿ Efr/fJ

4. / с £(оо<) < Е(«0) < ECtfZ) Ер/О

5. Efroo) < £Шо)г £foo/)< £ftt/)

5. £(no) < £(too) < £(oof)< £{/t2)с iff ft)

7. £(«0) c. £(fOO)<£{ff2)c ffaofJ<Sffffj

8. £(noi < £(ff2)< £«OOj* £ foot) <£ffffj

9. E (HO) < £f<*2) £fooi) с £(too)

Обнаружено, что наиболее вероятно в сверх структуре появ-

ление АФГ в плоскостях с низкими индексами. При этом наиболее часто нестабильной оказывается AST го плоскости (III). С ростом абсолютного значения в его отрицательной области уменьшается энергия границ (100) и возрастает для (112). С ростом уменьшаются энергии границ (ПО) и (112), зато возрастает энергия (III) и, особенно, (001) границы.

В заключительной части главы путём сопоставления многочисленных экспериментальных данных (их обзор можно найти a ) с результатами выполненных расчётов была проведена оценка относительной роли ысгатомного взаимодействия на различных сферах в стачпдх сверхструктуры 12 . Показано, что по мере уменьшения относительной доли консервативных кубических г^-ниц сплавы ыохно размоетить следующим образом:

Щ П ^Ли,-ЩТе

Результата настоящей работы позволяют связать эху последовательность с относительным ростом энергии упорядочения в третьей координационной сфере.

Четвёртая глава Л9№ЪШ 4SV8TV-W ЯТРГ-РЕИ

долодениЗ и ориептаддя антгабаэннх гранта* посвящена симмет-рийшлцу анализу структуры А5Г. Найдена точечная симметрия атомных поло.тений на АФТ уха рассмотренных зшпе орие: талий. Установлено, что она па АФГ ниже, чей в однадоменнда кристалле. Такая симметрия названа локальной и приведена в таблице I в обозначениях Бе^тарта-Сйолуховского-Зкгнора. Выявлено, во-первых, что точечная симметрия атомных полояенн? зависит только от ориентации грянинн. Атоны A z Ö имеют одинаковую точечную симметрии. Во-вторых, для консервативных г наконсерва-тгзных границ точечные группа отдачзлтея только ориентацией

Тзйлзш I. Локальная симметрия атомных положений на АФГ

Сорт атегя Toww- fWF груетта Плоскость А5Г Элетентн локальное ci'>«V<»Tpt»H Точечная группа локально !» rv-werpvu ятоуор

OOi ЕС« С43 O't ds ds ЪгГ

iOO Е Со04/ Cf, d/гд d^djd* Cjzf

А Он но £ U3 d/,3 С**

Но £ V* dfi3 dj С21Г

m £ de c.S

Ju £ ds Cg

OOi ZCfcCHC&dtodto&dg С*гГ

100 ECZCvCZdtodtodiét С<гГ

В *4Н но E U3 é/,3 de СггГ

по E US d/,3 d3 C£7f

HJ £ de Gs

Тн £ dj Cp

свснх зиеяенгов относительно выбранной системы координат. Замечено, что в случв.ч, когда плоскость залегания грянигч имеет высоккз индексы, локальная симметрия атомных положений на АФГ полностью отсутствует.

Ргссмзтроны статические ато-яке смещения па АФГ двух типов: I) Еерпеютгаулярпо плоскости декокта; 2) в плоскости А5Г. В обоих случаях проанализировано изменение локальной симметрии. 7станов.тзнс, что для смещений атомов первого типа метрия атомных поло.токй но "еняется. Для смеизнлЗ атогязв из узлов рагчтки вгорего ?5зта сна .тоетгастся для куЛггесетс г до-

декаэдрических границ.

Стабильность АФГ в сверхструктуро и ориентапдон-

ная зависимость энергии АФГ рассмотрены с учётом снятия вырождения локализованных электронных состояний в локальных 1фисталлических полях, возникающих в окрестности АФГ. Для атомов типа А с числом d -электронов fl^ < Ь ж П,^ « = 7+9 выявлена энергетическая выгодность образования АФГ любой ориентации. Это обусловлено отрицательным вкладом в энергию АФГ при расщоплении Ct -уровней в локальных кристаллических полях АФГ. Для атомов типа 3 с числом /1^- 1+3; 7+9 эффект снятия выровдения электронных d -состояний понижает энергию низкосимметричных октаэдряческих и додекаэдрических АФГ, делая их образование более предпочтительным по сравно-нию с высокосимметричшми кубическими. Тем самым сформулирован новый механизм анизотропии энергии АФГ. Показано, что для сплавов переходных металлов существует тенденция к отклонению плоскости АФГ от кубической. Полученный здесь результат даёт теоретическое объяснение экспериментальным данным по различной склонности к ориентации АФГ в сплавах благородных и переходных металлов сверхструктуры ¿fbj.

В этой ге главе изучена возможность эффекта типа Яна-Тедлера в сверхструктурэ 0 АФГ. Установлено, что геомет-

рическая конфигурация атомов, отвечающая локальной симметрии Сц^ кубической АФГ, не может быть устойчивой относительно асимметричных смещений второго типа в плоскости границы. Обусловленное этими смещениями понижение локальной симметрии вызывает дополнительное расщепление электронных сС -состояний. Эффект снятия вцроздения в данном случае может происходить за счёт электронно-колебательного взаимодействия. Найдена симметрия локальных колебательных состояний кластера бликайпих атомов на АФГ. Дан теоретико-грушовой комментарий природы смещений атомов в плоскости АФГ, которые наблвдахжся на эксперименте.

В пятой главе ТеоЬетико-псттовые аспекты образования доменов ттои упорядочении атомов в структуре AI" выполнен теоретико-групповой анализ доменной структуры, возникающей при фазовых переходах в различные сверхструктуры на основе базарного Г.Ц.К. твёрдого раствора. При образовании сверхтагрукту-

рц происходит потеря трансляционных (если сохраняется кристаллический класс) и трансляционных совместно с поворотными (в случае несохранения кристаллического-класса) элементов симметрии. В первом случае в сверхструктуре образуются трансляционные домены, во втором - ориентацпошше (двойники) и трансляционные. Сопоставление пространственной группы неупорядоченного твёрдого раствора и сверхструктуры позволяет рассчитать число тех и других доменов [ГС^. Для рассмотренных сверхструктур получены числа ориентациошшх и трансляционных доменов и найдены гас варианто-образувдие группы ( И. £ . &.). В таблице 2 показано, какие элементы V. (£.<£. принадлежат одному классу сопряженных элементов в группе . В работе

приводятся доказательства того, что указанные выше совокупности элементов являются варианто-образумцими группами. Проведённый теоретико-групповой анализ показал, что разнообразие доменного ансамбля в упордцочивавдихся сплавах обусловлено тем, что в большинстве сверхструктур не сохраняются ни кристаллический класс, ни трансляционная симметрия исходной неупорядоченной фазы. Рассматриваемые фазовые переходы согласно результатам теоретико-группового анализа должны сопровождаться появлением перпендикулярных дво!Ьтков чаще, чем антипараллелышх, что согласуется с экспериментальными данными, обнаруживающими такую тенденцию. С кавдам элементом пространственной группы неупоря-доченпого твёрдого раствора £ = . [А- ( (где ,

а ¿Г - вектор трансляции,потерянный при упорядочении) связана мевдоменная граница. Обсуздается число различных кристаллографически неэквивалентных границ для ряца сверхструктур.

В этой же главе рассмотрены симметрийнне аспекта образования длиннопериодических сверхструктур ДО) и Показано, что точечная симметрия атомных положений в этих сверхструктурах зависит от значений периодов антиЪазности Ц . Расщепление выроненных энергетических уровней для электронов в кристаллических полях периодических кубических АФГ имеет тот же характер, что и для одиночной х^бическоЯ АФГ, Дополнительное расщепление электронных- сС - состояний позволяет предсказать наличие коллективных смешений по плоскостям структурно А$Г. Тако" Э'рйкт был рано? обнаружен эксперименталь-

Таблица 2. Варианто-образующие группы для сверхструктур

Сверхструктура Пространственная группа Число ориента- wohhwt доменор Чусло трянслгтти-онш* цо- монор Варяянто-обряпуяцая группа

¿1« % / 4 {£)

Uo К 3 г Ш {С„ Ф

и* Л 6 8 тьФтю

'U & 4 2 М<$с/г ей)

doS2 М4А 3 4 <Е){С«С>,}

щ, рВ 3 6 W {С* CD

2/а М4А 6 <Е)(Си®(Ш*)

типНг/По 6 е {Е)(СиС1№№}

U/M) >& 3 {£)(СиС'„)

¿МММ) в

во, но теоретическое объяснение не получил.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ '

I. Впервые установлена локальная симметрия атомных положений на АФГ. Показано, что в окрестности AST точечная симметрия атомных позиций ниже, чем в сверхструктуре. В рамках теории

кристаллического поля установлено, что для сплавов состава А öj сверхструктурц Xlg электронных конфигураций = 1+3; 7+9 переходных элементов типа Q указанное понижение симметрии стабилизирует АФГ некубических ориентации.

2. Для кубических АФГ в сверхструктуре X12 установлена возможность эффекта Яна-Теллера, заключающегося в смещении атомов параллельно плоскости АФГ. При электронных конфигурациях атомов, составлявших сверхструктуру, /2^= 1+3; 7+9 этот эффект даёт энергетический вклад в стабилизацию кубических АФГ.

3. В модоли Изинга, обобщенной на случай взаимодействия в трёх координационных сферах, показано, что в плоскости координат

, существуют области минимальных значений энергий ра1личноорпентированных АФГ. С возрастанием вклада второй координационной сферы для случая 0 уменьшается

энергия границ (100) и возрастает для (1т2). С ростом вклада третьей координационной сферы уменьшаются энергии границ (ПО) и (112), но возрастает энергия (III) и (001) границ.

4. Впервые рассмотрена энергетика антифазных границ совокупно, как с позиций парного межатомного взаимодействия, так и. сим-метрийной точки зрения. В обоих случаях выявлена анизотропия анергии АФГ. На этой основе дано объяснение различной ориентации АФГ в сплавах благородных и переходных метал-ов.

5. Смещения атомов в о1фестностз структурных АФГ длинноперио-дических сверхструктур X IgW) и ¿С12('.Ы) обусловлены

. снижением энергии при дальнейшэм расщеплении энергетических уровней кристаллическим полегл. Этот эффект экспериментально наблюдается в сплавах с этими сверхструктурами.

6. Показано, что упорядочение атомов в »CIg сверхструктуре приводит, в основном, к возрастанию симметрии точек /<Г -пространства. Этот эффект для коллективизированных э^ктрон-ных состояний вблизи поверхности Ферми мояет дать энергетический вклад в стабилизацию упорядоченного состояния.

7. Симметрийный анализ доменпой структуры для фазовых переходов в различные сверхструктури из Г.Ц.К. твёрдого раствора показал, что перпяцэпзчярнцо двойники превращения сопровозс-

дают переходы беспорядок-порядок чаще, чем антипараллельные. Это предсказание соответствует экспериментальным данным.

ЦИТИРУНААЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Гринберг Б.А., Сюткина В.И. Новые методы упрочнения упорядоченных сплавов. - М.: Металлургия, 1985. - 176 с.

2. Козлов Э.В. Структура упорядочиваюпихся сплавов, антифазные гранили и подвияность дислокаций //Сб.Кристаллическая структура и свойства металлических сплавов, - М.: Наука, 1978. - С. 110—118.

3. Марсинковский М.Дк. Теория и прямое наблюдение антифазных границ и дислокаций в сверхструктурах //cö.Электронная микроскопия и прочность 1фисталлов. -1.1.: Металлургия, 1968. -С,215-320.

4. Паши Д., Преславд А. Наблвдение антифазных границ при переходе Си -Ли/-»Q/JuJ[ //Механические свойства металлических соединений. -М.: Металлургиздат, 1961. - С.159-174.

5. Попов Л.Е., Козлов Э.В. Механические свойства упорядоченных твёрдых растворов. - М.: Металлургия, 1970. - 217 с.

6. Попов Л.Е., Конева H.A., Терешко И.В. Деформационное упрочнение упорядоченных оплавов. - М.: Металлургия, 1979. - 255 с.

7. Скаков Ю.А., Глезер A.M. Упорядочение и внутрифазовые превращения //кн. Итоги науки и техники. Металловедение и термическая обработка. -М.: ВИНИТИ, 1975. - С,5-72.

8. Глезер A.M., Молотилов Б.В. Упорядочение и деформация оплавов талеза. - М,: Металлургия, 1964. - 168 о.

9. Староотенков М.Д., Демьянов Б.В. Энергия образования и атомная конфигурация АФГ в плоскости куба в упорядоченных сплавах со сверхструктурой Ülg /Деталлофизика. - 1985. - т.7. -J5 3. - С.105-107.

10. Демиденко B.C., Потекаев А.И., Симаков В.И., Володин С.А. Структурные фазовые переходы в металлических сиотемах. -Томск: изд-во ТГУ, 1992. - 132 о. •

11. Матвеева Н.М., Козлов Э.В. Упорядоченные фазы в металлических системах. - М.: Наука, 1989, - 248 с,

12. Стабильность фаз и фазовые равновесия в сплавах переходных металлов /род,Еременко В.Н, - Киев: Наукова думка, 1991. -200 с.

13. Гуфая ЮЛ. Структурные фазовые переходы. - ГЛ.: Наука, 1982. - 304 с.

14. Изшов Ю.А., Сыромятников В.Н. Фазовыо переходы и симметрия кристаллов. -М.: Наука, 1984. - 248 с.

15. Кривоглаз М.А., О.шрнов А.А. Теория упорядочивающихся сплавов. - П.: Физматгиз, 1958. - 380 с.

16. Сиротин Ю.И., Шаскольская ii.II. Основы кристаллофизики. -М.: Наука, 1979. - 639 с.

Материал диссертации опубликованы в 9 работах, основные

из которых следующие:

1. Голубенко Т.Я., Козлов Э.В. Сишетрийкые изменения при образовании дальнего порядка в сплаве (¿(¡Лц // Упорядочение атомов и свойства сплавов. Киев: Наукова думка, 1979. -С. 224-227.

2. Пушкарёва Г.В., Емельянов В.Н., Мартынов Е.И., Голубекко Т.Я., Козлов Э.В. Ориентация и энергия антпфазных границ ' в сверхструктуре X12 // Изв.вузов, Физика. - 1979. -№ 3. - С. 59-61.

3. Голубенко Т.Я., Козлов Э.В. Ориентационная зависимость энергии АФГ и симметрия атомных положений // Изв.вузов -' Физика. - 1988. Л 5. - С.98-100.

,4. Голубенко Т.Я. Симметрия атомных.положений на АФГ и следствия для тонкой структуры и энергии АФГ //Тезисы докладов УП Всесоюзного совещания. - Свердловск. - 1983. - ч.1. С.в1-вЗ.

5. Меженная (Голубенко) Т.Я., Мудрук В.И., Чадцыпев В.А. Правила отбора для непрямых переходов в кристаллах с пространственной группой симметрии . - Томск, 1974. - 16 о. /• Деп. в ВИНИТИ 6 мая 1974. - К 1463-74.

6. Голубенко ТЛ., Козлов Э.В. Ориентационная зависимость энергии антифазянх границ в сверхструктуре ^ / Тезисы зонального семинара по прогрессивным методам упрочнения деталей машин и инструмента. - Томск. - 1980. - С.39.

7. Голубенко Т.Я. Роль коллективного гЭДекта Яна-Теллера в процессе упорядочения в сплаве // У1 Всесоюзное совещание по упорядочению атомов и его влияние на свойства сплавов. - Киев, 1978 / Тезисы докладоз. - 3 с.