Структура расплавов Зd-переходных элементов с полуметаллами тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.13 ВАК РФ

: y iß о«

1 'ó ОПТ В35

Львівський державшії'! уніиерситет ім. І.Франка

На правах рукопису

КОМАРІ-ШЦЬКИЙ Михайло Степанович

УДК 539.26:539.213

СТРУКТУРА РОЗПЛАВІВ ЗгМІЕРЕХІДНИХ ЕЛЕМЕНТІВ З НАШВМЕТ А ЛАМИ

01.04.13. • фізика метолів

Автореферат на здобуття вченого ступеня кандидата фЬико-матемапіпних наук

ЛЬВІВ - 19Ö5

Дисертацією с рукопис, '

Робота' виконана на кафедрі рентгенометалофізики Львівського державного університету ім.І.Франка.

Науковий керівник: кандидат фізико-математичних наук,

доцент МУДРИЙ Степан Іванович

Офіційні оьліентн: доктор фізико-математичннх наук,

професор ПРОХОРЕНКО Віктор Якович

Провідна організація: Київський національний університет

ім. Тараса Шевченка

на заі _______ _____............ ........ .. , .

державному університеті ім.І.Франка (290005, м.Львів, пул, Кирила і Мефодія, 8а, Велика фізична аудиторія), '

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Львівського державного університету (м.Львів, вул. Драгоманова, 5).

Автореферат розіслано "М ЖШН&ШЬ р. ’

, Вчений секрет])

спеціалізованої Ради Д 04.04.08 , -і' -•

доктор філ,-мат.наук, професор БЛАЖИ(гВ(-ЬКИЙ Л.Ф

доктор фізико-математичшіх наук', професор КУНИЦЬКИЙ Юрій Анатолійович

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ Актуальність темп дослідження. Вивчення структури і фізичних властивостей невпорядковпнпх систем стаг щораз аггу-альнішим для с)пгасно" фізики, матеріалознавчих наук, багатьох прикладшгх наукових напрямків, пов’язанпх з використанням нових сплавів і розробкою технологій їх виробництва. Основою таких систем є металеві розплави, які як стабільні і рівноважні системи є зручними об’єктами для теоретичних та експериментальних досліджень. Незважаючи на те, що а літературі існує багато даних зі структури та фізичних властивостей рідкомета-левих систем, цих результатів недостатньо, щоб отримати основні закономірності формування ближнього порядку іі подвійних розплавах залежно від типу фазо рої діаграми," структурних особливостей компонепг, їх електронної будови тощо. Важливіш також є взаємозв’язок між твердим, рідким і. аморфними станами, а також між тенденцією до формування метастабільних угруповань у твердому стані і ближнім порядком у рідині. Це особливо актуальне у зв’язку з отриманням аморфних металевих сплавів методом надшвидкого охолодження розплаву. Крім того, класичну металургію и багатьох випадках замінюють нестандартними методами отримання нових сплпвів, важливе місце в яких займає термочасова обробка розплаву, електролітичне рафінування, перемішування за допомогою електромагнітного поля. Ці зовнішні фактори впливають ке тільки на макроскопічний стан, а й пов’язані з внутрішньою будозою на рівні ближнього порядку. Особливо це стосується багатокомпонентних розплавів, структура яких є мікронеодноріднею і значною мірою залежить від температури та компонентного складу. У зв’язку з цим виникає потреба всебічно вивчити

структуру і фізичні властивості структурно-неоднорідних металевих розплавів у широкому інтервалі температур і концентрацій.

Для теоретичного опису таких систем потрібко також модернізувати існуючі наближення і росробитл нові, які б врахували відхилення такого типу рідин від ідеального атомного розчину. Враховуючи те, іио нульовим наближенням у теорії простих рідші сьоюдні залишається модель жорстких сфер, треба вивчити залежність ступеня відхилення цієї моделі від особливостей компонент системи та інших факторів.

Серед такого типу матеріалів особливий інтерес представляють такі подвійні сплави, які значно відрізняються положенням1! основних максимумів структурних факторів.

Мета роботи. Основним завданням цієї роботи було дослідженні: структури розплавів За-перехідних елементів з на-півметаламн в усій області концентрацій та в широкому температурному інтервалі, встановлення взаємозв’язку структури розплавів з особливостями фазових рівноваг, а також оцін/са закономірностей зміни структури вздовж ряду: Ре-»Со->Мі. Необхідно було такої“- поєднати термодішамічні величини з результатами структурних досліджень розплавів і розробиш метод інтерпретації дифракційних даних.

Для досягнення цієї мети слід було:

— Удосконалити методику рентгенодифракціїїного експерименту та методів обробки експериментальних даних, які дозволили б підвищиш точність експериментальних результатів.

— Пррьести рентгенівське дослідження структури розплавів Боге (Со, №), Са-Ре(Со, №) і Мп-Ві в усій області концентрацій як поблизу температури лікг.ідус, так і при максимально можливому перегріві. ,

. 5

— Розробити метод інтерпретації структурних дгчшх розплавів з тенденцією до асоціації атомів різного сорту сумісно з термодинамічними величинами, дослідити можлиь.сть застосування моделі асоціатів до подвійних систем з інтермепілншімп . сполуками. • .

Наукова новизна.

1. В перше досліджено структуру подвійних розплавів 8ц Рс(Со,

№), Са-Ре(Со, Мі). Отримано концентраційні та температурні залежності структурних факторів та проведено їх аналіз. Розраховано функції раді алы. ото розподілу атомів і зроблено їх модельну інтерпретацію. Показано, що блнжнііі порядок цих розплавів не описується одним їгпом структури, а змінюється залежно від компонент досліджуваних систем. .

2. Вивчено вплив малих добавок Зсі-перехідного елемента на'

структуру напівметалу. ( '

3. Вперше досліджено вплив магнітного лоля на структурний стан біляевтектичних розплавів системи Ми-Ві. Встановлено, що накладання магнітного лоля приводить до зростання впорядкованості атомного розподілу в асоцітгах МпВі.

4. Розроблено метод інтерпретації структурних дашіх у рамках моделі асоціатів з використанням експериментальних величин по ентальпії і ентропії змішування.

Практична цінність роботи полягає в одержанні даних про структуру розплаві Зсі-перехідшіх металів з напівметалами, що дає основу для глибшого розуміння процесів, які проходять при утворенні аморфних металевих сплавів на основі Зсі-перехідннх елементів методом надшвидкого охолодження розплаву. Результати оцінки структурних параметрів є важливими для розвитку теорії металевих розплавів з огляду на складність їх теоретичного розрахунку.. Запропонований в роботі метод

інтерпретації структурних даних у рамках моделі асоціатів дає змогу визначити б розплавах перехідних елементів з капівметалами типи мікроугруповакь та основні співвідношення між ними, їло має важливе значення для вивчення процесів керівноважної кристалізації у багатокомпонентних розплавах. Основні положення, що виносяться на захист:

1. Копий метод інтерпретації структурних даних у рамках моделі асоціатів, математичний апарат якої даз змогу кількісно визначити в розплавах Зсі-перехідних елементів з напівметала-мн тип:; мікроутруповань та співвідношення між юши. .

2. У розплавах системи Ье-Бп ближній порядок визначається мікрооблг.стями на основі чистих компонент, а розплави систем Со-Зп, і\ті-3в складаються з мікроугруїтовань на основі чистих компонент й асоційованих груп атомів відповідно СозБпг,

'№з5п2.. . ■ .

3. Розплави систем Са-Гс(Со,№'у утворюють атомні розчини,

близькі до ідеальних з боку чистих компонент і формують асоційовані груїш атомів змінного стехіометричного складу в, середній концентраційній області. Тенденції до формування асоційованих груп атомів у розплавах систем 8п-Ре(Со,№), ба-Ре(Со,№) зростає в послідовності: Ре —>Со—»№. ' ,

Апробація роботи та ігублікації. Основні результати, викладені в дисертації, доповідалось та обговорювалось на: науко-ЕО-ге<'і:ічхіому селіінарі „Ближннй порядок в металлическітх расплавах и структурно-чувствительные свойства вблизи границ устойчивости фаз“ (Львів, 1988); республіканській конференції „физико-хюїические основы производства металлических сплавов (Алма-Ати, Казахстан, 1990); УН Всесоюзній конференції „Строение н свойства металлических и шлаковых расплавов (Єкатеринбург, Росія, 1991); Українсько-французькому сішлозіу-

мі „Конденсована речовина: наука та індустрія" (Львів, 1993); VIII, IX Міжнародних конференціях по рідких та аморфних металах (Відень, Австрія, 1992, Чикаго, СІНА, 1995); І Українській конференції „Структура і фізичні властивості невпорядко-ваних систем" (Львів, 1993); XIV Міжнародній конференції „Прогресивні матеріали і технології1' (Глівіце-Заколанс, Польща, 1995); Міжнародній конференції, присвяченій 150-річчю. від дня народження Івана Пулюя (Львів, 1995).

Основні результати дисертації опубліковані в 9 роботах, перелік яких подано наприкінці автореферату.

Особистий внесок автора. Автор брав участь у постановці задачі, проведенні всіх експериментальних робіт, а також провів інтерпретацію отриманих результатів.

Структура та обсяг дисертацг Дисертаційна робота складається зі вступу, чотирьох глав, висновків га списку цитованої літератури. •

Обсяг дисертації — 188 сторінок, Включаючи 71 рисунок, 13 таблиць та списо?; літератури з 131 найменування.

КОРОТКИЙ ЗМІСТ РОБОТИ У вступі обгрунтовано актуальність вибраної темп, визначена мета роботи, практична ціниість результатів, наведені положення, що виносяться на захист, викладено короткий зміст роботи. ’

У першій главі стисло викладено основні положення теорії розсіяння рентгенівського випромінювання ог'ю- та двокомпонентними невпорядкованимп системами. Наведено рівняння, що лежать в основі рентгенодпфракційного методу дослідження структури рідких та аморфних матеріалів. Розглянуто різні способи визначення парціальних кореляційних функцій, на основі яких ведеться вивчення композиційного ближнього порядку. ГІо-

казано основні відмінності кореляційних функцій різних типів, вказано на взаємозв’язок парціальних структурних факторів Бхатіа-Горнтона з термодинамічними потенціалами. Зазначено, що концентраційна залежність фаігтора 8сс(0) Дає змогу дізнатися нро особливості хімічного впорядкування.

Проаналізовано методи експериментального визначення парціальних функцій та точність одержуваної інформації.

У другій главі описано високотемпературний рентгенівськії]! дгфрактометр. Проаналізовано точність визначення основних структурних характеристик та методи обробки експериментальних даних. Значна увага приділялась юстуванню зразка, стабілізації напруги та струму на рентгенівській трубці, точності вимірювання і підтримки температури. Враховуючи індивідуальні особливості компонент системи, їх діаграми стану, а також тенденцію до формування метастабільних фаз, зразки для досліджені, протягом тривалого часу до рентгенографуван-ля приводились до рівноважного стану.

Зйомка проводилась з використанням ©-0 умов фпкусу-лання. Монохроматизація первинного променя здійснювалась монокристалом аірографіту.

Розглянуто основні похибки, що виникають під час експерименту і на стадії математичної обробки результатів. Вказано на фактори, які зумовлюють появу похибок на цих етапах та вказано на способи підвищення точності експерименту. Точність визначення осі^вних структурних параметрів не перевищувала

0 о/

¿/о.

’ У третій главі розглянуто особливості теоретичного оішсу

1 моделюгашія будови рідини. Зазначено, що незважаючи на велику кількість моделей,* всі воші можуть бути віднесені до двох груп: квазігазсвих і мвазікристамічних. Наведені приклади,

що ілюструють застосування губного теоретичного підходу до конкретні« систем.

Серед квазігазових моделей рідини розглянуто модель жорстких сфер і модель Бернала.

Квазікристалічлі представлені моделями Прінса, Стюарта, Еирінга, Архарова і Новохатського.

Звернуто увагу на успішне застосування моделі мікроге-терогенної будови розплавів до опису структури дво- і трикомпонентних металевих систем, яка дає змогу кількісно описувати розподіл різносортних атомів у рідких сплавах, визначити іх структурні складові.

Розглянуто основні співвідношення моделі асоціатів, яка розроблена для опису термодинамічних властивостей систем, що формують хімічні сполуки.

Четверта глава прпсвячена експериментальному дослідженню структури розплавів Ре(Со, №)з оловом і галієм у широкому концентраційному та температурном}' інтервалі, а також біляевтектігчшгх розплавів системи Ми-Ві.

Рідкі сплави системи Р»-5п досліджувались рентгено-структурніш методом при гаких співвідношеннях компонент: 25; 40; 44; 66.7; 90; 98 ат.% Бп. Експериментальні структурні фактори порівнювались з структурними факторами, розрахованими в адитивному наближенні. Розрахунок показав, що модельні результати переважно правильно відображають експериментальні дані Водночас, проявляються й деякі відмінності. Зокрема, головний максимум на модельно розрахованих кривих є занадто „оловоподібннй", ніж на реальних структурних факторах. Це може бути свідченням того, що деяка частіша атомів олова заміщується атомами заліза і формує ближній порядок за тином останнього. Однак доля таких мікрообл; :теії є невеликою і

воші не можуть принципово змінити ближній порядок. Таким чшюм, ближній порлдок рідких сплавів Ре-Бп характеризується наявністю мікрообластей на основі атомів одного сорту, які існують в значному інтервалі температур після плавлення. З підвищенням температури починають формуватися мікрообласті, в яких сусідами є атоми різного сорту.

У системі Со-Зп досліджувались розплави при концентраціях: 2.0.5; 33.3; 40; 50; 66.7; 77; 90 ат.% Би. Структурні фактори при температурах близьких до лінії ліквідує зображені на рис.1. Рентгенографічний аналіз рідкого сплаву з вмістом 33.3 ат.?7 Бп показав, що ігри підвищенні температури з 1573 К до 1673 К перший максимум дещо збільшує свою висоту, права його :;ітка стає крутішою, а побічний максимум — ледве помігшім. Тобто, розплав цієї концентрації має специфічну тем-

5, іш'1

Рис.1. Структурні факторії розп. ¡вів системи Со-8п при Т =ТПЛ. + 10 К.

и

пературйу залежність ближнього порядку, яка зумовлена мікро-гетерогенністю його структури. Аналіз структурних параметрів вказує на те, що основними структурними одиницями розплавів системи Co-Sn є чисті Со, Sn і асоцітгл C03S112.

. Загальні особливості фазових рівноваг і кристалічні структури фаз систем Ni-Sn і Co-Sn подібні між собою. Досліджувались розплави з вмістом 19.3; 25; 40; 57.14; 80.5; 95 ат.% Sn. Для евтектичного розплаву a(s) подібний до структурного фактора рідкого нікелю, але спостерігаються і відмінності» На лівому схилі головного піку в області існування першого максимуму чистого олова проявляється незначний наплив, на правій вітці головного максимуму спостерігається наплив, якого немає у нікелі, а положення основного максимуму трохи зсунуто вліво. Це свідчить про те, що атоми нікелю не існують як окремі мікрооблас.ті, а формують впорядковані розчини з частиною атоьііз олова.

Структурний: фактор розплаву з вмістом 25 ат.% Sn має вигляд,'подібний до структурного фактора евтектичного розплаву. Пбложення головного макишуму зсувається до менших значень s, висота залишається такою ж, а півширина зростає. Тобто у даному розплаві маємо більшу кількість самоасоційо-ваного олова.

Загальний вигляд структурного фактора розплаву, що відповідає хімічній сполуці NÍ3Sro суттєво трансформований. Перший максимум зсунутий ще далі вліво, півширина його збільшилась до 11.5 нм*1, а другий максимум достатньо широ-. кий. .Отже, в одному типі структурних одиниць розплаву зростає ступінь впорядкованості, а в другому — формуються „оло-воподібні" фрагменти атомій.

Аналіз температурної залежності структурних факторів розплаву з вмістом 57.14 ат.% Бп дає підстави стверджувати, що цей розплав складається з мікрообластей Трьох типів: компонент і асоційованій груп атомів різного сорту.

На осноьі Проведеного дЬслідження встановлено домінуючий вплив мікрообластей олова й нікелю на структурний стан розплаву з вмістом 80.5 ат.% Бп, причому „оловоподібні" фрагменти структури є мікрообластями, в яких кількість розчинених атомів нікелю дуже мала.

Температурна залежність структурних параметрів розплаву з вмістом 95 ат.% Бп визначається двома факторами: зменшенням розмірів мікрообластей на бекові атомів одного сорту' і топологічним розпорядкуванням розплаву в цілому.

Аналіз концентраційної залежності структурних параметрів розплавів системи №-Бп вказує на те, що ближній порядок визначається двома протилежними тенденціями: наявністю мікрообластей иа основі атомів одного сорту і формуванням хімічно впорядкошікх мікрообластей (рис.2)._ Причому форму-

35

ЗО

10

5

0

0

20

40

60 80

100

аі.% Бп

Рис.2. Концентраційна залежність 51 розплавів системи Ні-Бй при Т = ТПЛ.+ 10 '

вання асоціатів характерніше для розплавів збагачених нікелем, а утворення мікрообластей на основі односортних частинок властиве розплавам, збагаченим оловом. Ці висновки підтверджуються також власними результатами вимірювання в’язкості розплавів цієї системи.

Основні параметри структури розплавів системи Ре-Єа подані у таблиці 1. Досліджувалась концентраційна область з боку галію, оскільки при нижчих температурах ліквідусу можна отримати більший інтервал експериментальних даних. Не вдаючись у деталі аналізу експериментальних результатів і модельних розрахунків, наведених у дисертації, вкажемо на ге, що у цій системі встановлено тенденцію до формування асоційованих груп атомів в околі РеСаз. Слід зазначити, що на правій вітці структурних факторів розплавів з 57.14 і 61.8 ат.% ва існує побічний максимум, положення якого не збігається з аналогічним напливом чистого Є а, тобто міжатомний зв’язок у структурних одиницях розплавів частково ковалентний.

Поряд з асоціатами такого тішу існують мікрообласті на основі розчинів Ре(Са) і Са(Ре). При цьому залізо активніше впливає на топологію атомного розподілу галію, ніж, навпаки, і формує структуру, в якій значна кількість атомів галію заміщує атоми заліза і розміщується за типом ближнього порядку останнього. Встановлено, генетичний зв’язок між атомним розподілом у хімічних сполуках Резваї і Реваз, які розпадаються по перитек-тичяих реакціях, і ближнім порядком відповідних розплавів. Причому розплав РеСаз зберігає особливості ближнього впорядкування у широкому температурному інтервалі.

У системі Со-ва основна увага зверталась на рідкі сшіпви в середній частині діаграми стану. Досліджувались розплави, концентрація галію в яких становила 33.3; 50; 70 і 75 ат;% Са

. . Таблиця 1.

Структурні характеристики розплавів системи Ре-йа.

ат.% Єа Т,К БьНМ-1 Ті, нм Г2, НМ 2сим. 2міи-

57.14 1323 27.9 0.276 0.510 11.2 12.6

61.5 1223 28.3 0.269 0.485 10.4 11.1

61.8 1273 28.9 0.270 0.490 10.6 11.0

61.8 1323 29.5 0.264 0.480 9.6 10.3

75 1153 29.6 0.273 0.500 11.0 11.8.

75 о 1273 1 29.0 0.265 0.490 9.0 10.9

75 1423 29.0 0.267 0.485 9.2 11.4

81.5 1173 29.1 0.273 0.490 9.0 9.7

81.5 1223 29.0 0.266 С.480 8.4 9.1

81.5 1123 29.5 0.270 0.490 9.4 9.7

85 1273 28.0 0.283 0.515 9.8 10.0

90 1373 26.0 0.271 0.530 9.0 11.1

90 1323 26.0 . 0.273 0.515 8.6 10.8

90 1173 26.1 - 0.275 0.525 9.4 10.8

95 1373 26.0 0.292 0.545 11.2 12.2

95 1273 25.7 0.284 0.530 9.8 11.2 13.1

95 1093 25.5 0.305 0.565 14.0

Рентгенівські дані також вказують на тевденцію до переважаючої взаємодії атомів різного сорту. Структурний фактор для еквіатомно'го розплаву має вигляд, що більше характерний для чистого кобальту. При цьому галій проявляється у вигляді малого напливу на лівій вітці і є прігшною його асиметрії. Додаванім галію до 70 ат.% не приводить до перерозподілу висот основних інтерференційних піків. Крім цього, положення годоа--ного максимуму структурного фактора стає практично незале^с-ним від концентрації і ^айже збігається з положлшяц ц кобальту. . ' . • , - .у ■'

Особливістю структурних факторів дослідасешсс розплавів системи №-Са (25; 33.3; 40; 50; 60; 80; 85; §0 ат.% Сі. )’є те, що їх основні максимуми широкі і проявляють складну будову,

нехарактерну для типових металевих розчинів. Менше це проявляється для розчинів, збагачених нікелем і більше для решти рідких сплавів. Порівняння розрахованої функції радіального розподілу атомної густини з положеннями радіусів координаційних сфер для полікристалу показало, що між структурою хімічної сполуки №ва і частково впорядкованим розміщенням атомів на її основі в рідкому стані існує певна кореляція, хоч топологія атомного розподілу зазнає деякій змін (рис.З).

Встановл яю, що для системи №-Са існують структурні угруповання МіСа, які змінюють свою стехіометрію. Але у цьому випадку стабільність угруповань такого типу більша, ніж в системах Ре-Са, Со-Са.

З аналізу результатів структурних досліджень, а також даних модельних розрахунків, встановлено, що ступінь асоціно-ваності атомів у розплавах систем 8п-Ре(Со,хЧгі), Са-Ре(Со,№) зростає в послідовності: Ре-»Сон>>Н.

На основі проведених рентгенографічних досліджень розплавів системи Ві-Мп, концентрацією 90 і 97 ат.% Ві в магнітному лолі величиною І000 Е, зроблено висновок про те, що при накладанні магнітного поля відбувається впорядкування -структури, яке виявляється у більше впорядкованому розміщенні атомів Мп в асоційованих групах типу ЕіМп.

На основі дифракційних результатів запропоновано новий метод інтерпретації структурних даних у рамках моделі асоціатів, який дає змогу визначити у розплавах перехідних елементів з напівметалами тиші мікроугруновань і основні співвідношення між ними. Згідно з моделлю, рівняння для експериментального Структурного фактора записується у такому вигляді:

аеіссіі.(8) = Сас.к2ас.ааг-(5> + С2к22а2(5) + СзК23а3(ї}, (1)

і о ІЛ Єа Т • / 25

до- і / ■ 20

зо • N1 і / • 15

Є(г) ' І

20 ■ ЄаМ ... • г / і" т ■ 10

10 - ■ 5

О 1 • ! ' ! ‘ !

0 -І ^ |/Г\_/ -! ІІ м ІЛ. -І< 1 0

О а,1 0,2 0,3 _0,і_.0,5 0,6 0/7

Г, ті

Рис.З. ФРРА розплав^ N¿08 при Т= 1573 К.

6, НМ'1

Рис.4. Експериментальні (—) та модельні (—) структурні фактори розплавів системи №-8п.

де Clc., С2, Сз - долі асоціатів і чистих компонент у розплаві. Вважаючи, що a2(s) і a3(s) є такими як для чистих розплавів, можемо знайтн aeKCn.(s). Для цього потрібно розрахувати Сас., Сз і Сз, з також визначити aac.(s). Частки кожної зі структурних одиниць оцінювались з термодинамічних даних на основі рівнянь Зоммера. Для розрахунку aac.(s) ми використали рівняння (1), в якому замість aPKCjj.(s) було взято експериментальний структурний фактор розплаву тієї стехіометрії, в якій, на основі структурних досліджень, термодинамічних даних, а також результатів вимірювання фізичних властивостей передбачається максимальна кількість асоціатів. Результати розрахунку показали (рис.4), що запропонований метод інтерпретації структурних даних у рамках моделі асоціатів дає змогу визначити в розплавах Зсі-перехіднпх елементів з напівметалами основні структурні одиніші та ступінь їх асоційованості.

У висновках сформульовані основні результати роботи:

1. Проведено рентгенівське дослідження структури ближнього порядку розплавів систем Sn-Fe(Co,Ni), Ga-Fe(Co.Ni) і Ві-Мп. Отримано концентраційні і температурні залежності структурних факторів та проведено їх аналіз. Розраховано функції радіального розподілу атомів і зроблено їх модельну інтерпретацію.

2. Встановлено, що профіль основних максимумів структурних факторів досліджуваних розплавів суттєво відрізняє' ">ся від структурних факторів, якими описуються прості рідини. Це пов’язано зі значним відхиленням їх структури від структурного стану, характерного для ідеального розчину.

3. Ближній порядок рідких сплавів Fe-Sn характеризується наявністю мікрообластей на основі атомів едкого сорту, які існують в інтервалі температур Тпл. 300 К. З підбїглієтшям

температури почннг.ють формуватись мікрообласті, в яких сусідами є атоми різного сорту. .

4. Розплави систем Co-.Sn і Иі-Яп в структурному відношенні мікрогетерогенні і складаються з мікроугруповань на основі чистих компонент і асоціатів відповідно СозЯпз і NiзSn2.

5. Виходячи з термодинамічних даних розраховані структурні фактори розплавів систем 8п-Ре(Со,№) при нульовому значенні хвильового векторі з використанням наближення Бхатіа-Торнтона. Встановлено, що відхилення БссЧО) від значень, характерних для ідеального розчину є мінімальним' у системі Бе-Зя і максимальним у системі №-5п.

6. Малі добавки нікелю приводять до нелінійного зростання в’язкості розплавів системи М-Яп, що пов’язано з формуваннях! асоційованих груп атомів і активною трансформацією структури олова під впливом атомів нікелю.

7. У системах Са-Ре(Со,№) бліґжній порядок ппзїтляшя, збягя-чегих однієї я компонентів, близький до ідеального і мя? тенденцію до формування асоціатів змінної стехіометрії в області середніх значень концентрацій. Асоційовані групи атомів у розплавах Са-Ре(Со,№) можуть розчиняти атоми компонент, що робить.їх менше термодинамічно стабільними порівняно з розплавами систем Яп-Ре(Со,№).

8. Тенденція до формузання асоційованих груп атомів у розплавах систем 8п-Ре(Со,№), Са-Ре(Со.Мі) зростає у такій послідовності: Ре-»Со->№, що зумовлено розмірним фактором, різ-ніщею електронегативностей, ступенем зяпояненос.ті Л-оболонки перехідного елемента. .

9. При додаванні до напівметалу Зсі-перехідшш елемент транс-

формує структуру розплаву за типом власного атомного розподілу. . -

10. При накладанні зовнішнього магнітного поля величиною 1000 Е в білясвтектзгчтш:; розплавах системи Bi-Мл асоційовані групи атомів типу ВіМп стають впоргдковашшпмн.

11. Запропонований метод інтерпретації структурних даних в рамках моделі асоціатіз дає змогу визначити в розплавах 3d-перехідшіх елементів з налівметалами основні структурні одиниці та їх асоційованість.

Основні результати дисертації опубліковані у таких роботах: •

1. Мудрый С.И., Клым М.М., Комарніщкиіі М.С. Ближний порядок в расплавах теллурігдов висмута //Изв. АН СССР. Неорганические материалы. — 193.9, 3. — С.521-523.

2. Глазов В.М;, Шишкин А.В., Комарницкий М.С Об особенностях структуры расплавов в системе Ge-Te на основе данны:: рентгенографического исследования //Журнал физической химии. — 19е*!. — 65, 1. — С.145-151,

3. Мудрый. С.И., Гальчак В.П., Комарницкий М.С. Химическое упорядочение в жидких сплавах системы Ге-Sr, //Расплавы.

- 1992. - 6,1. - С.84-87.

4. S.Mudry, M.Komamytsky et al. Atomic arrangement in mohen chemical compounds ^Proceedings of' the 14th Internutional scientific conference „Advanced materials and techologies".— Glivice-Zakopane, Poland, 1995. — p. 333-340.

5. M.S.Komnrnytsky, S.I.Mudry, V.P.Galchak. Structure of Liquid

Alloys of Transition Metals and Sen»imetals //Proceedings of IX International Conference of Liquid and Amorphous Metals. Chicago, USA, 1995. — P. 124-129. ,

6. Мудрый С.И., Гатьчак В.II., Комарницкий М.С. Ней дуальность жидких металлических сыстем и их структура //Сборншс научных сообщении VII "Всесоюзной конференции „Строение и

свойства металлических и шлаковых расплавов", Челябинск: ЧПИ. - 1990. - Т.2. - Ч.1.- С.101-104.. .

7. Мудрий С.І., Гальчак В.П., Комарницьклй М.С. Діаграми стану і структура подвійних розплавів //Матеріалознавчий збірник НТШ. — Львів, 1993." — С.95-99. .

о. Komamytsky M.S., Mudry S.I. et aL Structure of Liquid Fex(Co)-Sni-x Alloys //Abstract? of VIII International Conference of Liquid and Amorphous Metals. — Vien, Austria, 1S92. — Part II, PA 057. '

9. Комарннцышй M.C., Мудрий C.I., Клим M.M., Гальчпк В.П. Структурні особливості збагачених оловом розплавів 3J-Hepe-хіднш: металів //Тези доповідей І Української конференції „Структура і фізичні властивості не в поряд копаних систем", м.Львів, 1993.- Ч.І. ~ С.79. • ’

Summary:

Komarnytsky M.S" Structure of Liquid Alloys of 3d-transition Metals and Scinimetals. . • .

Thesis for a Ph.D. degree at field 01.04.13 - physics of metals. Lviv State University, Lviv, 1995.

9 scientific works are presented for defence contain the results of the experimental investigation on structure of liquid alloys of 3d-transition metals and semiinetals. This study carry but within wide temperature and concentration range for the first time. It is found in these liquid alloys exists micrononhomogeneity structure and associates with determined stoichiometry are dominant in short range arder.

Аннотация: '

Комарницкий М. С. Структура . расплавов З^-переходных элементов с полуметаллами.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата физикоматематических наук по специальности 0І.04.13 — физика ме-

таллов, Львовский государственный университет нм. И.Франко, Львов, 1995.

Защищается 9 научных работ, содержащих результаты экспериментальных исследовании структуры расплавов ЗЛ-переходных элементов с полуметаллами, впервые проведанные в широком температурном и концентрационнол интервале. Установлено, что в расплавах 36-переходных элементов с полуметаллами существует мпкронеоднородная структура, в которой дошінирующую роль играют ассоцкаты определенного состава.

Ключові слова:

структурний факгер, ближній порядок, розплави, асеціати.