Симметрия и стабильность сверхструктуры ZI2 с антифазными границами тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

ТОШШ ОРДЕНОБ СШлБРЬСКОИ РЕВОЛЮЦИИ И ТРУДОьОГО КРАСНОЮ ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННА УНИЬЕРСИТЕТ им.й.Ь.НУиШША

ТОШШ ИНШ1ЕйЮ-СТРШТЮ1ьНШ1 ИНСТИТЗГ1

На правах рукописи УДК 539.2.001.5:548.313/.4

ГОЛУБЕНИ) ШЪпЯк ШОВЛЕВНА

СИММЕТРИИ И СТАБИЛЬНОСТЬ СЬЕРХСТРУКТУШ X I С АНТЙ£АЗШШ ГРАНИЦЫ.!«

01.04.07 - физика твердого тела

Автореферат

диссертации на "соискание ученой степени кандидата физико-математических, наук

'*'0,дс!! -

О

У

/

/ " >

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

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

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук Хон 10. А.

кандидат физико-математических наук Потекаев А.И.

Ведущая организация: Институт прецизионных сплавов ЦНШЖ, г.Москва

Защита состоится 1992 г. в час.

на заседании специализированного совета К 063.53.05 по присуждению ученой степени кандидата физико-математических наук в Томском орденов Октябрьской Революции и Трудового Красного Знамени государственном университете им.о.З.Куйбышева (634010, гЛсмск, 10, пр.Ленина, 36).

С диссертацией.можно ознакомиться в научной библиотеке Томского университета.'

Автореферат разослан " - ."'■."• -ИЯй года

Ученый секретарь спецкализироЬанного совета кандидат физико-математических наук . мЬ&хлл+гл.

¡¡.Н.Анохина

ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работ»!. В настоящее время все шире применится в промышленности упорядочивающиеся сплавы. Основные эхакизш упрочнения этих сплавов обусловлены строением и войствами антифазных границ (АФГ) [1.2]. Строение АФГ ин-енсивно исследуется с начала 60-х годов [З-б]. Изучена кри-галяогеометрия характерных АФГ в разлгашх сверхструктурах, айдена тенденция к кристаллографической анизотропии их за-егания, описаны процессы релаксации атомного порядка и кон-ентрационяых сегрегадай на АФГ, определена тонкая структура И1 в дяиннопвриодических сверхструктурах. В последнее время ятенсивно развиваются исследовшшя тонких атомных смещений а АФГ и расщепления кристаллографических плоскостей вблизи И1 {7-I0J. Значительный вклад в науку об AST внесён зарубежный исследователями: Царсинковским, Амелинксом, Брауном, гавой.Сато и Тоссом, Флинном, Каком, Кикучи и др. Серьёзные азработки отечественных исследователей: Попова Л.Е., Козло-а Э.В., Глезера А.М., Старостенкова МЛ. и других значитель-о обогатили современные знания об АФГ. В то же врегдя струк-ура А®1 как экспериментально, так и теоретически изучена всё щё недостаточно детально. В частности, отсутствует исследо-ание симметрийных аспектов структуры и термодинамики АФГ, а акжо влияние на ориентацию АФГ типа металлов, образувдих плав. Всё это приводит к необходимости дальнейшего развития еории АФГ. Наиболее исследуемыми и используемыми являются плавы со свврхструктурой Xf^ • Поэтому целесообразно било освятить работу строению АФГ в сплавах со свврхструктурой

Обзор литературы показал, что к моменту постановки задач астоящего исследовшшя энергия АФГ изучена лишь в простейших риближениях, представления об электронных конфигурациях в ок-естности АФГ практически не привлекались, а атомные смещения з узлов решётки анализировались лишь на основе эксперимен-альных данных или в рамках модельных потенциалов.

Настоящая работа посвящена симметрийным аспектам фазово-о перехода беопорядок-порядок и развитию теории АФГ в бинар-ых сплавах на основе гранецентрированного кубического (Г.Ц.К.)

твёрдого раствора.

Цслг ю работы являотся качественное исследование проблем стабильности как самой сверх структуры • так и е§, ос-

новного дефекта строения - АФГ. При этом необходимо было изучать, во-первых, симметрийные изменения, связанные с фазовым переходом типа упорядочения Д и с образованием в

сверхструктуре ¿¿^ АФГ различных ориентации и типов. Во-вторих, необходимо бшга рассмотреть ориентациоиную зависимость энергии АФГ и выйти за рамки традиционной модели парно го межатомного взаимодействия, применив модельный подход тес рии кристаллического поля.

Научная довдрда. Впервые выполнен симметрайнкй анализ атомных положений и статических смещений атомов на АФГ. Раз; та оригинальная модель ориентапионной зависимости энергии A3 в которой явление анизотропии обусловлено различным изменен: ем локальной сишетрии кристаллических полей в окрестности АФГ. Для кубических АФГ выявлена енергетическаа выгодность смещений атомов в плоскости дефекта* Показано, что при упор: дочении возрастание симметрии коллективизированных электрон них состоянии может дать энергетический вклад в стабялизада сверхструктуры. Найдены вараанто-обгразуввше грушш для фозо вше переходов в различные сверхитрухтуры из Г.Ц.К. твёрдого раствора. '•

Практическая пакость рабоуц. Развитая в настояаюй раб те методика исследования АФГ можетйго применена к другим сверхструктурам и другаы типам плоских дефектов* Полученные диаграммы ориентадгонной зависимости энергии АФГ иогут бытз использованы для анализа экспериментальных данных и выясни роли межатомного дальнодейстау вдего взаимодействия в разли* вых упорядочивагщихся сплавах. .

Материалы, вошедшие в диссертацию, были использованы i монографиях Козлова Э.В. с соавторами £!Ц ,12);

Автор защищает следуйте положения:

1. Роль изменения симметрии коллективизированных электронн состояний при образовании сверхотрукгуры Hi^ в энерг тической стабилизации атомного дальнего порядка.

2. Ориентационная зависимость энергии АФГ з пространстве м атомных взаимодействий.

I. Локальная симметрия атомных позиций на А$Г и вытекающая из неё возмо.'люсть атомных смещений в окрестности А5Г. Положение о ролл заполнения d. - оболочек компонент сплава в анизотропии энергии АФГ.

Апробация работы. Основные результаты работа докладывались ia Всесоюзных совещаниях по упорядочению атомов п его влиянию ta свойства сплавов (г.Томск, 1976 г., г.Киев, 1978 г., г. !пердловск, I9B3 г.); на Всесоюзных школах "Теоретическое исследование энергетических спектров электронов в металлах и тео-жя фаз в сплавах" (г.Томск, 1981 г., г.Майкоп, 1988 г.).

Публпкмши. По материалам диссертации опубликовано 5 старей п 4 тезисов докладов.

Структура и объем работ;;. Диссертация состоит из введения, шти глав, заключения и изложена на 119 страницах мазинописно-'о текста. Диссертационная работа включает 22 таблицы, 34 ри-зунка, библиография содержит 113 названии.

OaiOBHOE СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении кратко обсуждается проблема образования сверх-зтруктуры с антифазными границами, её актуальность, показана таучная новизна и практическая ценность полученных результатов, lana краткая характеристика разделов диссертационной работы и ^формулированы её основные положения.

Первая глава представляет собой литературный обзор. В ней триводятся основные понятия теории упорядочения атомов и представления об аитифазшсс границах я янтпфазпых доменах. Подробно рассмотрена схема теоретико-группового псследовэдия доменной структуры, согласно которой для описания различии вариантов направлений упорядоченной фазы необходимо найти, так называемую, варианто-образущуэ группу. Отмечается, что для фазовых переходов типа упорядочения в Г.Ц.К. твёрдом растворе татю ва-рианто-образулцие группы найдены не были.

Рассмотрены имеющиеся сведения об ориеитасионной зависимости энергии АФГ. В рамках модели 1'з.чнга с учэтом ргацмодейстлпг лишь ближайших соседей в crepxcTpyi;vype состава тео-

ретически получается нулевой значение энергии №>Г с плозкосты. зачегания (001) и сектором сдвига -rp^Iiü], Согласно этому под ходу, в сверхструятуре 12 все А5Г должен тяготеть к плоскости куба. Однако, проведенный адатг' экспера.'сг'?и:ып1Х данных

6 • йоказал, что, если в сткчзах благородных металлов АФГ стремя*4-ся прешотзствепно к кубической ориентации, то в сплавах переходных металлов наблюдается изотропность плоскости залегания АФГ. Такое развое поведение сплавов относительно ориентации АФГ диктует необходимость помимо изменения соседства атомов рассмотреть и другие факторы в ориентационной зависимости эне! гии АФГ. Обсуздается кратко влияние размерного фактора на эне] гию и атомную конфигурацию А8Г. Замечено, что ориентационная зависимость энергии АФГ может быть обусловлена сишетрийными изменениями при образовании АФГ. Такой подход к проблеме анизотропии анергии АФГ в литературе ранее отсутствовал и применяется впервые в настоящей работе.

В этой ге главе приводятся некоторые сведения из зонной структуры и теории кристаллического поля, которые необходим» при рассмотрении оригинальных глав диссертации. Отмечается, что, несмотря на широкую известность зонных представлений, сравнения симметрии точек обратного пространства для неупорядоченной и упорядоченной структур никто не проводил. Даётся обзор теоретико-групповых методов исследования фазовых переходов и обсуадаются основные результаты, полученные в этом направлении. Указывается на то, что в этих работах успешно была развита теория упорядочивающихся 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 -пространства при фазовом переходе А1 X• '

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

3. Проанализировать влияние этих эффектов на энергетику образования сверхструктуры

4. Классифицировать доменные структуры для всех сверхструкту] образующиеся на основе Г.Ц.К. решётки.

5. Описать симметрию атомных позиций на основных АФГ типа .1 [НО], как консервативных, так и нековсервативных,

6. Проанализировать характер расщешгейия энергетически уров вей & -электронов и установить, при каком числе £6 -эле

тронов А1'Г кпкой ориентации могут обладать конфигурациями с пони.-енной энергией.

7. Описать на этой основе возмогашо смещения атомов, лезхшщх на АФГ.

8. В модели парного взаимодействия при учёте вкладов от первых трох координациошшх сфер проанализировать ориентаци-онпуз зависимость энергии основных АФГ сверхструктуры XI2 . Найти в пространстве взаимодействия области стабильного состояния АФГ, метастабилыюго и нестабильного.

Во второй главе "Си?.?летрпйнце аспекты фазового перехода беспорядок-поряпок в сверхструктура " приводится теоре-

тшсо-групповое описание (Тазового перехода • Проа-

нализировано изменение «мметрип коллективиэпровашпос электронных и фоношшх состоянии. Обоувдаются, в связи с этим, изменения в топологии энергетических спектров. При упорядочении внутри первой Г.Ц.К. зоны Бриллюэиа зозникают четыре золы Бриллюэна простой кубической структуры [1оЗ. Показано, что для многих К - точек обратного пространства симметрия при этом возрастает, и появляется "слипание" энергетических ветвей в электронном спектре для некоторых представлений. На примере сплава било найдено, что при определением положении

уровня Ферми симметрийнне изменения в спектре коллективизированных состояний могут давать энергетический вклад в стабилизацию упорядочешюй структуры. Рис.1 иллюстрирует схематичес-

ки один из таких возмояних случаев

а)

5

5)

<///>

д £1

¿но

2Х // У /

Рис.1, Топологические изменения спектра электронных состояний в точке Ь при упорядочении.

Рис.Ка) показывает ситуацию, если бы не происходило в данной точке 7Г "слипания" энергетических ветвей £ (), а возникал только скачок энергии, связанный с появлением новой грани зоны Бриллюэна. Но, так как возросшая симметрия в точке К приводит к увеличению кратности вырождения электронных состояний (на рис.1 кратности приводятся в скобках), то имеем ситуацию на рис.Кб). При этом, если уровень Ферми проходит вблизи состояния симметрии , то имеется возможность понижения полной энергии сплава при образовании дальнего порядка. Построение Харрисона показало, что сфера Ферми для неупорядоченного сплава , в котором имеется один элек

троп на атом, проходит вблизи точки А, . Это согласуется с имеющимися в литературе сведениями о прохождении поверхности Ферми вблизи этой точки. Следовательно, в настоящей работе найден один из возможных факторов стабилизации сверхструктуры ^ 12.

Анализ изменения законов дисперсии электронов в квадратич ном приближении показал, что для тех представлений, которые обуславливают при упорядочении "слипание" энергетических ветвей, либо появляется нулевой наклон кривых £ (?Г ), либо он сохраняется при усложнении вида законов дисперсии. Приведённая ситуация в точке на рис Л соответствует Второму случаю.

В работе найдены колебательные представления для неупорядоченного и упорядоченного сплава состава сверхотрукту-ры*12 . Установлено, что для некоторых 7? - точек тлеет место возрастание кратности вырождения фононных состояний.

В третьей главе "Ориентация АОГ и энергия удопяочештя в сплавах со светаетцуктувой ^С 2 * содержатся исследования ориентационной зависимости энергии АФГ. Рассмотрено, как определённый вид зависимости фурьо-образа энергии упорядочения v { к) влечёт за собой ориентацию АФГ по кубическим плоскостям. С учётом взаимодействия на первых трёх координапионных сферах найдено выракение для У ( К ) в структуре А1 и рассмо: рены необходимые и достаточные условия наличия "лоябпны" у этс функции вдоль одной из осей координат обратного пространства. Это отвечает случаю образойаная сверхструкгуры ¿С12 с преимз щесгвенной ориентацией АФГ по кубическим плоскостям. 3 плоскос ти относительных координат , ( V , , V» - энергш

Ч 1 г *

упорядочения на 1-ой, 2-ой, 3-ой координационных сферах) най-цены области соотвотстсугашо гшполнсншо рассмотренных условий цля Vf и Vf < о.

Более детальное описшше ориентащгонной зависимости энергии АФГ в сверхструктуре ¿С^-2 состава ABj в настоящей работе получено путем вывода формул для энергий ДФГ с вектором сдвига -j-ПО и плоскостями залегания: (001), (100), (ПО), (НО), (III), (III), (112), (Tl2). Изображение атомной структуры одной из рассмотренных АФГ дано на рпс.2.

Рис.2. АФГ типа [НО] (III).

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

£= я ('щ ^ V- т^ уг + ™3 К )

где п. - число атомов в единице тгощади АФГ, •, /5/г , - числа "неправильных" связей атомов, пересека-юеих плоскость АФГ соответственно для первых, вторых и третьих соседей. Найдено впервые, что в так'.и приближении энергии консервативных и н¿консервативных граилц совпадают доя

всех ориентации, кроме кубической. Рассчитаны области относительной стабильности разлзгашх ЛЯ в плоскости координат ^ ;

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

Рпс.З. Области относительной стабильности различноориен-тирозаншх АФГ.

дено относительное сравнение энергий АФГ рассмотренных ориентации и типов и построены области метастабильности различных АФГ, для каадоГ. из которых в работе приведена последовательность ораентаиий АФГ по меро увеличения их энергга: (см.рис.4).

\ \ \ \ Li* \ \ \ ИЩ ^ i ~ V 0 I © Q) \ ^ ! tm \ ® T®^ Vr / t / 3 / •2 / tn u* /J V* M. . .T

4 J5 -4 © ^^^ . ■ • щл \ -J \ \ 1

Рис.4. Области метастабшгьности различноориентировагашх AST для случая Vf> 0. Для наиболее 1фупяых областей последовательности энергий АФГ следующие:

1. Е(оо<)<Е(юо)± Eftfo)< Е(Ю)сЕ(<Н)

2. Е(оо<) < E(tto) Е({00) < Efttz)*

3. E(oot) с E(tto)± E(tf2) < Eltoo) ^ EC/ft)

4. £ (too) < E(ooi) < Eft/о) 4 Eifi2 J * £{fff)

5. Efioo)< ECHO) <c £{oot)<- E

6. E(no) < £(foo) < £fooi)< Ef/v) <r £ff*0

7. E Сr/OJ < £(foo)<£(//2)<. £{oot)c£ffff)

8. E(uo) < £{ff2)< £froo)<t£{ooy)

g. E {ffО} < £{«2 J г £{oo<) < £{toojс £{//*;

Обнаружено, что наиболее вероятно в сверхструктуре по®

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

В заключительной части главы путем сопоставления шгогочт ленных экспериментальных данных (их обзор можно найти в £ll] ) с результатами выполненных расчётов была проведена оценка относительной роли межатомного взаимодействия на различных сферах в сплавах сверхструкгурц ¡С12 . Показано, что по мере уменьшения относительной доли консервативных кубических г^л-ннц сплавы можно разместить следующим образом:

Результаты настоящей работы позволяют связать эту последовательность с относительным ростом энергии упорядочений в третьей координационной сфере.

Четвёртая глава "Изменение локальной симметрии атомных положений и оотептадид антийаэннх границ" посвящена скммет-рийному анализу структуры АФГ, Найдена точечная симметрия атомных положений на АФГ уже рассмотренных знше орие? талий. Установлено, что она на АФГ ниже, чем в односменном кристалле. Такал симметрия названа локальной и приведена в таблице I в обозначениях Баукарта-Смолуховского-Вигнера. Выявлено, во-первых, что точечная симметрия атомных положений зависит толь ко от ориентации границы. Атомы А и Ö имеют одинаковую то чечнув симметрию. Во-вторых, для консервативных и нэконсерва-тгвшх границ точечные группы отличапгся только ориентацией

Таблица I. Локальная сишетрия атомных положений на АФГ

Сорт атома Точечная группа Плоскость АФГ Элементы локальной сг^птрии Точечная группа локально!» сг-ууетрии атомов

004 С49Г

100 С^гГ

А Он ао В и3 6<*е Сгг?

Но С21Г

ш £ ¿в с?

Ти В ¿з

004 £<%С<3 С/з С41Г

{ОО ЕС?, Он С& й С47/

В V Но в иа <?/гз Си/

£ ие ¿Лз <*з Се*

ш ' Е (эр Се

Тн £ се

своих элементов относительно выбранной систе:-лы координат. Замечено, что в случае, ко1да плоскость залегания грапягч имеет высокие индексы, локальная симметрия атсг.пшх соложений на АФТ полностью отсутствует.

Рассмотрены статические ато;,пша смещения па АФГ двух ти- ■ пов: I) перпендикулярно плоскости дефекта; 2) в плоскости АФГ. В обоих случаях проанализировано изменение локальной симметрии. 7станов.теяс, что для смещений атомов первого типа симметрия ато-.тшгх пологгонкй т меняется. Д-тя смеязтй атомов из уз.тоз репЗтки второго титл с;п понижается для кубических и до-

декаэдрических границ.

Стабильность АФГ в сверхструктуре и ориентацион-

ная зависимость энергии АФГ рассмотрены с учётом снятия вырождения локализованных электронных состояний в локальных кристаллических полях, возникающих в окрестности АФГ. Для ' атомов типа А с числом сС -электронов Л^ £ 5 и /2^ •= = 7+9 выявлена энергетическая выгодность образования АФГ любой ориентации. Это обусловлено отрицательным вкладом в энергию АФГ при расщоплении С1 -уровней в локальных 1фисталличес-ких полях АФГ. Для атомов типа £> с числом 1+3; 7+9 эффект снятия выроадения электронных & -состояний поникает энергию низкосимметричных октаэдрических п додекаэдрических АФГ, делая их образование более предпочтительным то сравнению 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 со различной склонности к ориентации АФГ в сплавах благородных и переходных металлов сверхструкгуры Х12 , •

В этой яе главе изучена возможность эффекта типа Яна-Тедлера в сверхструктуре 0 -АФГ. Установлено, что геометрическая конфигурация атомов, отвечавдая локальной симметрии С^ф кубической АФГ, не мокет быть устойчивой относительно асимметричных смещений второго типа в плоскооти границы. Обусловленное этими смещениями понижение локальной симметрии вызывает дополнительное расщепление электронных (£ -состояний. Эффект снятия выроадения в данном случае может происходить за счёт электронно-колебательного взаимодействия. Найдена симметрия локальных колебательных состояний кластера ближайших атомов на АФГ. Дан теоретико-групповой комментарий природы смещений атомов в плоскости АФГ, которые наблвдаатся на эксперименте.

В пятой главе "Теоретико-групповые аспекты образования доменов при упорядочении атомов в структуре А1" выполнен теоретико-групповой анализ доменной структуры, возникающей при фазовых переходах в различные сверхструктуры на основе бинарного Г.Ц.К. твёрдого раотвора. При образовании сверхструкту-

рц происходит потеря трансляционных (если сохраняется кристаллический класс) п трансляционных совместно с поворотными (в случае несохранепия кристаллического класса) элементов сим-метрип. В первом случае в сверхструктуро образуются трансля-цпогоше домены, во втором - ориентациошше (двойники) и трансляционные. Сопоставление пространственной группы неупорядоченного твёрдого раствора и сверхструктуры позволяет рассчитать число тех и других доменов Для рассмотренных сверхструктур получены числа ориентациошшх и трансляционных доменов и найдены та варианто-образугаяие группы В таблице 2 показано, какие элементы V. <5. <о . принадлежат одному классу сопряженных элементов в группе . В работе пр1гаодятся доказательства того, что указанные выгае совокупности элементов являются варианто-образувдими группа',га. Проведённый теоретико-групповой анализ показал, что разнообразие доменного ансамбля в упорядочивающихся сплавах обусловлено тем, что в большинстве сверхструктур не сохраняются ни кристаллический класс, пи трансляционная симметрия исходной неупорядоченной фазы. Рассматриваемые фазовые переходы согласно результатам теоретико-группового анализа должны сопровождаться появлением перпендикулярных дво&пжов чаще, чем антипараллельных, что согласуется с экспериментальными данными, обнаруживающими такую тенденцию. С каядым элементом пространственной грушш неупорядоченного твёрдого раствора ^ -. £А / '?"J (где /ьс , а 2* - вектор трансляции,потерянный при упорядочении) связана меляоменная граница. Обсуздается число различтшх кристаллографически неэквивалентных границ для ряда сверхструктур.

В этой же главе рассмотрены сишетрийные аспекты образования дляинопериодических сверхстругатр 2СТ-2 ^ и • Показано, что точечная симметрия атоглгах положений в этгое сверхструктурах зависит от значений периодов анти'Таэпостн М . Растепление вырожденных энергетических уровней для электронов в кристаллических полях периодических кубических А-Г имеет тот же характер, что и для одиночной кубической АФГ. Дополнительное расщепление электронных сС - состояний позволяет предсказать наличие коллективных смешений по плоскостям структурных А'5Г. Тако;; Э'/Тект был ранее обнаружен эксперименталь-

Таблица 2. Варианто-образутацие группы для сверхструктур

Сверхструктура Пространственная группа Число ориента- ?t!'ohhw» доменов Число транс.пгто-онныт цо- и'о нор Еаруянто-обряпуэт^ар группа

Liü Oí i 4 (В)

Lio К 3 2 Ш {С„ С/,}

Lh jti 6 8 {ЕНСиСШЦЩ}

Lii & 4 2 тс?,с/г ей}

Ma T)i7 M4h 3 4 {E){CSIC>)

Ms Cs 3 6 W (CssCiJ

Dia я" 6 5

rmtPi2fí}0 6 е темним]

Li/M) 3 п(М) {£){c3fc'3í}

Lit/AfM) < в пмл: {ЩСиф{иМ}

но, но теоретическое объяснение не получил.

основные швсдау '

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

кристаллического поля установлено, что для сплавов состава A ßj сворхструктуры X. 12 элоктронных конфигураций = а 1+3; 7+9 переходных элементов типа 3 указанное понижение симметрии стабилизирует АФГ ие^бических ориентащй.

2. Для кубических АФГ в сверхструктуре X 12 установлена воз-мозаюсть 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 стабилизации кубических АФГ.

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

, существуют области минимальных значений энергий ра5личноорпентировашшх АФГ. С возрастанием вклада второй координационной сферы для случая Vf > 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 антифазннЭс границ совокупно, как с позиций парного межатомного взаимодействия, так н сим-метрийной точке зрения. В обоих случаях выявлена анизотропия энергии АФГ. На этой основе дало объяснение различной ориентации АФГ в сплавах благородных и переходных мотал ~ов.

5. Смещения атомов в окрестности структурных АФГ длинноперио-дических сверхструктур- X IgW) и ¿CI2('M) обусловлены сниженном энергии при дальнейшзм расщеплении энергетических уровней кристаллическим полем. Этот эффект экспериментально паблзсдается в сплавах с этими сверхструктурами.

6. Показано, что упорядочение атомов ь JCIg сверхструктуре приводит, в основном, к возрастанию симметрии точек J? -пространства. Этот эЗД.ект для коллективизированных э^актрон-ных состояний вблизи поверхности Ферми мояет дать энергетический вклад в стабилизацию упорядоченного состояния.

7. Симметрийный анализ доменной структуры для фазовых переходов в различные сверхструктуры из Г.Ц.К. твёрдого раствора показал, что перпендикулярные двойники превращения со провоз:-

дают переходи беспорядок-порядок чащо, чем антипараллелыше. Это предсказание соответствует экспериментальным данным.

ЩТИРУШАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Гринберг Б.А., Саткина В.И. Новые методы упрочнения упорядоченных сплавов. - '.!.: Металлургия, IS85. - 176 с.

2. Козлов Э.В. Структура упорядочивающихся сплавов, антифазные границы и подвишюоть дислокаций //Сб.Кристаллическая структура и свойства металлических сплавов. - М.: Наука, 1978. - С. II0-II8.

3. Марсинковсклй М.Дж. Теория и прямое наблюдение антифазных границ и дислокаций в сверхструктурах //сб.Электронная ми-зфоскопля и прочность кристаллов. -i.I.: Моталлургия, 1968. -С. 215-320.

4. Пашли Д., Пресланд А. Наблюдение антифазных границ прп переходе й/ Q/Juj[ //Механические свойства металлических соединений. -М.: Моталлургиэдат, 1961. - С.159-174.

5. Полов Л.Е., Козлов Э.В. Механические свойства упорядоченных твёрдых растворов. - М.: Металлургия, IS70, - 217 с.

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

7. Скаков Ю.А., Глезер A.M. Упорядочение и внутрифазоьые 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 сплавов жзлеза. - М.: Металлургия, 1984. - 168 с.

9. Старостенков М.Д., Демьянов Б.В. Энергия образования и атомная конфигурация АФГ в плоскости куба в упорядоченных сплавах со сверхструктурой /Металлофизика. - 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 системах. -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 оплавах переходных металлов /ред.Еременко В.Н. - Киев: Наукова думка, 1991. -200 с.

13. Гуфал D.M. Структурные фазовые переходы. -М.: Наука, IS82. - 304 с.

14. Изшов Ю.А., Сыромятников В.Н. Фазовые переходы и симметрия кристаллов. - Ы.: Наука, 1904. - 248 с.

15. Кривоглаз М.А., Смирнов A.A. Теория упорядочивающихся сплавов. - М.: физматгиз, 1958. - 380 с.

16. Сиротин Ю.Й., Шаскольская М.П. Основы кристаллофизики. -а.: Наука, 1979. - 639 с.

Материалы диссертации опубликованы в 9 работах, основные

из которых следуйте:

1. Голубенке Т.Я., Козлов Э.В. Сишетрийные изменения при образовании дальнего порядка в сплаве // Упорядочение атомов и свойства сплавов. Киев: Наукова думка, 1979. -С. 224-227.

2. Пушкарёва Г.В., Емельянов В.Н., Мартынов Е.И., Голубенко Т.Я., Козлов Э.В. Ориентация и энергия антифазных границ " в сверхструктуре X12 // Изв.вузов, Физика. - 1979. -1Ь 3. - С. 59-61.

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

.4. Голубенко Т.Я. Симметрия атомных положений на АФГ а следствия для тонкой структуры и энергии АФГ /Дезисы докладов УП Всесоюзного совещания. - Свердловск. - 1983. - ч.1. C.SI-S3.

5. Меженная (Голубенко) ТЛ., Мудрук В.И., Чалдыпев В.А. Праг-вила 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 Т.Я., Козлов Э.В. Ориентационная зависимость энергии антифазннх границ в сверхструктуро ¿,12 / Тезисы зонального семинара по прогрессивным методам упрочнения деталей машин и инструмента. - Томск. - 1980. - С.39.

7. Голубенко Т.Я. Роль коллективного г-ЗДекта Яна-Теллера в процессе упорядочения в сплаве Cj^ti // У1 Всесоюзное совещание по упорядочении атомов п его влияние на свойства сплавов. - Киев, 1978 / Тезисы докладоз. - 3 с.

QJ2