Влияние термодинамических параметров на периоды решетки, кристаллографическую анизотропию и стабильность резкоанизотропных гексагональной п-Cd1-xLix и тетрагональной омега-Cd1-xHgx фаз тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

ШЪЮВСЙШ ОРДЕКА ЩЦВД 'Л ОРДЕРА ОХГЯБРЬСКОЙ ?£ВОЛШ©1 ПОЛигТЕЙйГЖЮ'Л КЕСГШТ ШШ В.И.ПЕКИНА

ВЛШЕКа ТШВДШШШВСШ. ПАШЕГРОВ НА ПЕРИОДЫ РШ.ТШ, КРИСТАПИОГРАФКЧЕСКУЮ ЛВШУГРСПШ) И СТАБИЛЬНОСТЬ

рккойжотрозЕьа: гшмгшаьнэй п ~Сс11_^1х

Ы ШРАГОШУКй СО~&/т ФАЗ

01.04.07 - физика твёрдого тела

Автореферат диссертшда на' сояока&яо ученей етеаека кандидата фгзию-матек'-атгческйх на^к

На зразах рукописи

ГГрэтхин Внктор Владшкрович

ХарьксЕ ~ 1991

Работа выполнена на кафедра физик« металле* и полупроводников Харьковского политехнического института имени В,И,Ленина

Научный руководитель - локтор физико-г/а-» л/атических наук,

профессор, Паяаткяк ¿.С. •

*

Офиц-и^лькые оппонент« - доктср физико-матег/^гических наук,

профессор Пахшров К.Я.

доктор физико~г.:«те8дитических наук, г Каганоъсккй Ю.С.

Вед"»«л организация - НПО " У,о ко к р и с г а;:лр е ак т и б " г. Харько:

Зажата состоится г.

в ^ ч. На заседании специализированного совета

К 068.39.02 в Харьковском пс-читехническом кнсьл'уте имени В.И.Декййа /31С0С2 , г. Харьков, ГСП, ул. .¿рунзе, 21/,

С диссертацией южно ознакомиться в оиолиотеке Харьковского политехнического института именк о.К.Ленина.

Автореферат разослан ^ " /ге^фЗ 1991 г»

Учёный секретарь специализированного совета

Соксл А. А

ОШЯ ХАИКТЕРКСГШ. РАБОТЫ

.Л:г?уал*вс<;?ь тема. Сзэео6рзз2<е физических озопотз мета жгоз и сплавов во многом определяется строе-з^ютал дичее кой реезтки и ее: анизотропией. Дет летая го э и - характера« ».лотивэтм или плотная упаковки, прикадяеяа-

с-де .з случае анизотропии :< крясгеяяогрЗ(*ичвскк!.: группам с :,осе-гэй®1 с^шегрчел (гексагональные, тетрагональные). Анизотропия зтшнего строения оссеух структур описывается отношение« перио-доэ гяасиях осей с/а или его отклонением от значения (с/а)0;% » ;(«/») - («^(¡З/(«/®)0» Для гексагональной пдотноупакованкой ро-

(кг/) ззачевиа (£/а>0= 1,633 (56» 0) характеризует лдог-нарлуэ уяакозку; для тетрагональных (с/«)0= I 0) соответствует кублчесетн сингоиик« и увеличение симметрии точечной группы, Кристазкичеекив структур« "X, ~ 0 имепт наиболее слабую анизотропии струхтурно-чузстзительных сюйстэ.

Анизотропия атомного строения определяет анизотропно физических свойств монокристаллов, она интегрирована з изотропных свойствах поликристаллических металлов и сплавов. Изучение природа анизотропия является одним из ваднейпих предмето? исследования физического металловедения. Несмотря на постоянное боль-поз в»имаиие к этому вопросу теоретической и экспериментальной фазикя.»причин» образования и стабильности анизотропных кристаллических структур остаются пока неясны®. Известная модель взаимодействия плоскостей зоны Ладнса с поверхностью Ферми, в результате которого достигается ззаикное их расположение, еоот-ввтстзуйцее минимуму зонной энергии,и формируется величина отношения $/а, оказалась слиеком сложной и дискуссионной для современной теорба кристаллического строения.

Анизотропия кристаллической структуры определяет также анизотропия тепловых колебаний атокоз, э исследовании которых сложилась следующая ситуация. Теоретические исследозания о пи силам существенные особенности з фоионнах спектрах рез.чоанизст-ролных структур й их отличия от дебаевских, характерных для изотропных или слабо анизотропных структур. Имея хорошие подтверждения з скалярах данных по теплоемкости, а частности для резкоанизотропних цинка или ¡садкая, они. пока не проверена на анизотропных тепловых атомных амплитудах деже в случае чистых металлов 0с1 а 2/7 ( поскольку такие данные либо недостаточно, точны (цинк), дибо весьма ограничены и надежность их не ясьа

3

(кадмий).

В этой связи необходимо тщательно® исследование кристаллических структур, демонстрирующие проявления зонной структуры в особенностях кристаллического строения и в поведении периодов резетки, а 1 при изменении температуры Т, концентрации компонент х, давления Р. Наиболее интересными в этой отношении пред-стззляются резкоанизотрошые гпу ^ , сО СХ->0) и од.-тетрагональная Си фазы < 0), являвшиеся твердыми растворами замещения в двухконнонентных системах на основе кадмия (цинка). В ^ - фазах, образованных растворением 1 кадмии (цинке) благородных металлов (}\ув), резко падает отношение с/а, что не имеет места, например, при растворении изовалентной ртути ), вызывающей, напротив, слабое увеличение с/а. Чистый кадмий (цинк) в интервале 80 - 300 К имеет сильную аномалию теплового расширения; вдоль гексагональной оси с понижением температуры от до НО К коэффициент теплового раскирения увеличивается. Поэтому представляет значительный интерес воздействие щелочных металлов на кристаллическую релетку кадмия (цинка) и воздействие металлов с разной валентностью на аномалию теплового расширения этих металлов. В этой связи в настоящей работе исследовано влияние лития фаза) и ртути (ОС^ - фаза) на ресстку кадмия. Оцт СО - фаза сплава-. С(1(,х Ну? обнаруживает корреляции в реакциях положения .критических точек электронного спектра на изменение периодов кристаллической решетки и отношения с/а, вы-рагг.вдейся в стремлении поверхности Ферми сохранить свое положение внутрл энергетических зазоров плоскостей зоны £*онск.. При этом СО - фаза, сочетающая набор нетриваяьных структурных свойств (широкая область концентраций твердого раствора, йнъчи* тельное влияние состава' на отношение "етрагокальности с/а,наличие упорядочения со — о^ с утроением-перюда с и др.), недостаточно исследована методами прецизионной рентгеновской дифракто-мстрии, что препятствует точному подтверждении указанных корреляций соотзетотаусцими расчетами.

В качестве объекта исследования температурных заетоимоо'»«й { амплитут тепловых колебам 1 < „ (Т) з глазных направлена-

с

ях кристаллической решетки а и С избран чистый монокристал-пчееккй кадмий. Такой выбор»обусловлен резкой анизотропией решетки кадмия и необходимостьи исключения эффектов рассеяния рентгеновских лучей в двухкомпонентных системах. _

Ч . .

Цеяь работы - получение экспериментальной информации о воздействии концентраций компонентов, температуры и давления на периоды я отношение с/а кристаллических реоеток кадкия, твердых растворов J^li' и ^Нд лля изучения связи между зонной

структурой и криегалло. рафической анизотропией - отношением с/а (параметром^).

Осиототке задачи

1) р "-.работка соо'^етствующего приборной обеспечения:

а) кгиостага для температур 78 - 300 К;

б) приставки х дифрактометру для покачивания ммюкристал-■ лов;

а) соэерге..сгвование методов определения ориентации монокристаллов кадмия и твёрдых растворов;

2) исследование влияния лития на решетку кадмия; лк.ия и "пути на аномалию теплового расширения кадмия вдоль гексагональной оси в интервала 78 - 300 К;

Э> исследование влияния концентрации и температуры (70 -300 К) яа периоде СО (неупорядоченной) и СО (упорлдоченноя) кристаллических рятюгок, а такге давления на СО - решетку;

4)' определение ~лияния температура на амплитуда тепловых колебаний (среднеквадратичных смевений) вдоль главных Христа л- _ ЛОграфичееких направлений кадмия и сопоставление экспериментальных данных с существующими теориями;

5) на основании полученных зависимостей параметров кристаллических решеток для кадмия к твердых растворов , ОС;.^ и COtfg фаз вычислить изменения размеров зон Джонса относительно поверхности Ферии (в приближении "пустой решетки"). Выявить ■рвя* зонной структуры в формировании отноэения кристаллографической анизотропии о/а (параметра^С) и в стабильности наблюдаемых кристаллических структур.

Новизна работа

I. Создана оригинальные приборы и методики; :г

а) рентгеновский криостат (а.с. & 842520) для интервала 78 - 300 К с вакуукноьдотшми окнами низкой оптической плотности (а.с. » 873303), обеспе»иваощий внсокув стабилизацию температур (i i I град) и возможность исследования In situ, закалеь- • них образцов;

6) прибор для расшифровт лаузграмм (для построения гномо-

сферических проекций монокристаллов)?

¿0 приставке для покачивания столика гониометра, при прыгай-окной регистрации дафракдаонного профиля отрженпй мочокрйегая.гл /.р/гыо;?>!ствллячееких образю;

" • о.:спрессние метода съемка яауограик к определения ораеа-тагг,ш монокристаллов»

2« Получены предазиснкне данные о зависимостях в&риедо» кристаллических рзяеток: спяахоз G¿/_:Lía от состой (х 4 3 ат. от температура звк&яш (до 250 °С); от времени вцдеркх (до I года); для чистого кадмия и сплавов Cc^q^LIq д и от температуры в интервале 70 - 300 К. S результате ж смей новая ккЛормвцкя о фазовой диаграмме равновесия Cd-Li; fr воздействие: лития и ртути т периоды репггкясц-ЗД кадмияj о процессах рисна¿л муйтабияькых Т^ -фаз.

3, В сплавах О -Céf.Jí^iO^O é х ¿ 0,67) к со дедов*« ¡л температурные зависимости в интервале 78 - 300 К: для равнозео:-:; 6J ~ неупорядоченных и СО* - упорядоченных фазг, для нзраансвес ной (закаленной) СО - неупорядоченной фазы. Исследован 6ф<$ект упорядочения СО—СО* закаленной (переохлажденной) - фазы. У таноаяены кшеталяографичеокие параметры при фазовых пргвраиени: со-со*¿т равновесной и переохлажденной со - фазы; изучена связь между крюталяографической и зонной структура; СьЗ - и СО - сплавов,

Jj. 'Ла монокрюталлах кадмия в интервале 78 - 300 К иоследо ваш температурные зависимости прираиетгй среднеквадратичных см саний вдоль главных кристаллографических неправяэнкг. к анипог~н ные тепловые амплитуду;.

Результаты работа, выиоокмые а зе.етту

1. Исследование'сплавов х (х ¿ 3 ОТ.£) OÓHÜl кивает сильное влиякиз лнтия на pecercj кадмив* проявжкячесся ' резко/, изменении кристаллографически* параметров (умен ьз-:кие о; нозекия с/о, атомного объема сопровождаемой значительным ум; чекяем свободной энергии сплава к интенсивным процессом суоляи vk:i лития с поверхности сплавов. ¿Зяилние литая ка решетку кади и ка структуру фазовых ди&гоакк Ccí~h'e сукестгонно онгьиев.ч влияние Загородных mstük.-civ,

2. Установлено влияние квтия () ii ртут»: (ÖC&O к a 5t: нальное тепловое расширение кадхия вдоль темагокмьиой оск интервале 78 - 300 К» ¿неиакйя уснащается з фазе и иоч*.

б * -

'""г й Чи" Ф*зе. Изменение анонаш? теплового расширения сая-о отяичаеяинся загоявением электронны* состояния з угхвх я ребер гоны ¿«сяса ди лиги и няк ртути, раотворсйяу*

г кадмии. -

3. Определены в спиавзх со ~ 4 х £, 0,67) г

интервале 78 - 300 К способы трансформации рая новей ной и переохлажденной неупорядоченной СО решетки в упорядоченную ОУ*- решетку в утроением периода с. Данные г влияния яа периоды и отношение с/а кристаллической решетки неупорядоченной со ~ фазы упорядочения <«>*, температура и давления (до 4ША) свидетельствуют о важной роли зоны Джонса в формировании отношения с/о и в с-абияьности этих фаз.

Исследовано влияние температуры на амплитуды тепловых колебаний атомов для главных направления кристаллической решзф-ки кадмия в интервале 78 - 300 К. Данные обнаруживают близость вигтлитуд тепловых колебаний в базисной плоскости к дебаеэской зависимости. Однако для направлена вдоль гексагональной ос:' де<$аевокая зависимость яа- выполняется, что обусловлено низкочастотным пиком ¿сданного спектра -л его Температурными измене-нички«'

Практическое значение Результаты работы способствуют углубленному пониманию р.-ли зонной структуры з стабильности и поведении кристаллических реабток металлов и сплавов. £ процессе воздействий измг-дени--ем состава, температурной или давлением. В яютояп.ее вре^я интенсивность исследований зонной структуры металлически-, систсм, полупроводников и высокотемпературных сзерхпроводкик*о:. чеире-рнвно возрастает. Связь зонной структуры с разноойрплшки. физическими свойствами применяется дяя направленного их кгменекия. Поэтому установление глубинных закономерностей формирования анизотропии: кристаллических реиетох необходимо хм констаумр«-ьаияя проБсдапэт* о истер с заданными. сворствзни, -

Ра-бота; содержит существенно нозув информация об агоиотроя-ных свойствах квдкия- об изменениях з его гонкой структуре,' при ргсгверекии .тазик ) или; ртути ( оСц^, о эяиянии: зо::ися

структура на стабильность «■ отношение с/о, , ОС и О ,

ОЭ* йссаедоватые сплавн я?зя«»е». каиСояев с«ол:н«ми: »• днее.уйсионьггки ЧЛ1 о^утизлии юзмс*«: сетей совремеизой теории к смляичкокого от

Публикации. По материалу дйсоертадеш опублиховано: 12-работ во всесоюзных и республиканских журналах, тезисах:конфарен-~ ций', авторские свидетельства.

Структура и объем работы. Диссертационная'; работа, состоит из введения, пята глав, выводов и списка, литератур« из 74*-наименования. Изложена на .155 страницах машинописного текста!, соде раит 55 рисунков и 5, таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе изложена сведения о "оли зоны Дконса в:ста-бильнссти кристаллических репеток: металлов и сплавов к о связи конфигурации зона Джонса с кристаллографической анизотропией ранетки; с/си Приведены основные положения дифракционной теории кристаллических структур, соотношения для вычисления псевдопо-теяциагов упорядоченных и неупорядоченных твердых растворов' и энергетических зазоров плоскостей зоны Джонса,, рассмотрено влияние брзгговской плоскости, на- геометрию изоэнергетичёской: поверхности электронов зоны проводимости.

Дан обзор, исследований фазовых диаграмм си стен анизотропии кристаллических решеток и физических свойотв (Ме~ благородные металлы) и Ойцр- фа?, их зонного отроения» Анизотропия кадмия, основного компонента исследованных фаз, предоставлена как наиболее резкоакизотропкого простого металла; о анойалшыц теплоаым расширением в интервале 78 - 300 К вдоль гексагональной оси о анизотропными амплитудам тепловых колебания. Приведены сведения об особенностях фонного спектра, кетмия к его составляющих для главных напр вяен^й. кристаллического реззткг^

Во второй глава описана методы препарироьания дзухкоыпонснТ' них сплавов на оснозег кадиия: ^Н^» монокристаллов

кадмия? рентгекдифракцяонного исследования их в условиях изменения состава, температура, да ления. Описаны поборы, созданные для выполнения исследования. -

Для приготовления бинарных сплавов использовались исходные компоненты еыс'окоя чистоты (99,999 $ для кадмия и ртути, 99,97-$ для лития). Тцатеяький хишидлиз не обнаружил посторонних привнесенных примесей. Контроль химического состава проводился плазменным фотокетрическии методом с относительной погрешности ах/х для лигия ± 3 %, для ртути ± 2 Монокристаллы кадкия выращивались методом Бридхмена с применением затравок-заданной

.ориентации.

Исследование воздействия 'состава и температура проводилась чна рентгеновском дифрвктометре Д?Ш~2 с применением криостага есобственной конструкции. Регист'^'-рбвалис^ профили рентгеновских отражений, их положение, отрахате'ггыгай способность. Эксперимен--тальное исследование воздействия давлений на кристаллическую решетку фаяч проведено в институте физики высоких давлений АН ССЙР.

Подробно описаны методы рентгендифракциенну* измерений для разнообразных условий съемки с анализом точности полученных результатов. .

"Создана конструкция криоотата для интервала 78 * 300 К (а.с. № 842520) с эакуулкоплотнымя окнами низкой оптичеокоя "плотности (а.с. Л 873303), обеспечивающая высокув стабилизации температуры ( 4 ~ I град) и" возможн0ст^мосле.дования ¿п аЬи закаленных образцов. Изложены принципы койс'тфуй рвения, анализ существующих конструкций рентгеновских криостатоа: для дифракто-метров,

Даьа приндагмальная схема приставки для покачивания столиков .гониометров рентгеновских дифрактометров в процессе преци* зионного исследования профилей отражений монокристаллов и крупнокристаллических поликристаллов.

Усовершенствованы методы определения ориентации монокристаллов, С этой цеяыз разработан прибор для построения гномосфе-рических проекций по яауэгрвммам монокристаллов и сравнения со стандартной проекцией дяя данного типа к {металлической решетки. Развиты методы экспрессного определения ориентации монокристаллов с применением нетрадиционных фотоматериалов для регистра-• ции рентгеновского излучения. ;

В третьей главе, представлены результаты исследования концентрационных зависимостей периодов решетки сплавов (х ( 3 ат. а равновесном и метаотвбидьнЬм состояниях при комнатной температуре, периодов реаеток сплавов ЬЦ^

и С6 '(/<¿$$№¡¡¿0* интервале 78 - 300-К.

Исследованы причины значите яьного изменения во времени дифрактогракм сплавов Ос^-И' » оказавшихся результатом интенсивной сублимации лития с поверхности сплава» Определены ' ( глубина возмущенного сублимацией слоя и градиент распределения з нем лития. Осуществлена коррекция в методике ректгендифргзгак-

а СЦООь

Концеатрзци сниае зависимости

Щ змт спг~ьоз ^ - Сс^Ы .

0532'

0.560

о

йбШ ¿4«

№

~Ь03 »1 - ^

1 - в равкоэеоном состоял:;!

2 - воздействие пяастичес::с

№рования, Д.

ае оиодсх 4 Ьат.%

О

/ 2 3

шп.% Ц

онього исследования путь:-; стравливания поверхностного слоя тояциной до 100 мкм перед лакдым прзцзоеом изменения дач обеспечения надлежащей точности, надежности ¡1 воспроизводимости результатов.

Исследование влияния тати я на рейзтку кадмия выявило следующие нетривиальные оф-фекты (рис. Г^: а) резкое уменьшение отношения о/а ( дСс/сО/^х = = - 1,5 . 10~с (а*. %)~1', б) среднего атомного объема (¿О./а.Х = = - 9 . КГ^/ат.^); в) сокращение интервала равновесного существования. (1 - фазы (х0= 0,9 ат.'Л; г) существенное влияние пластической деформации на предел растворимости лития (х^ £ 1,5 ат.^) сопровождаемое усилениек процесса сублимации. Указанные эффекты обуслс-лены увеличением свободной энергии и. уменьшением стабильности' решетки кадмия при растворении лития. Сравнение о результатами исследований '^з с благородными металлами' обнаруживает, что воздействие одновалентного лития на строение диаграмм

равновесия бинар«* ных о плавов Сс{-Ме и на кристаллическую репетку двухвалентного кадмия

Рио. 2 Зависимости периода с — (а) и отнс-есяия с/а--(Ь) от температура для кадмия и впдааоа

«с Ш

а.

- са

99

/Мм

ОС-

го

глачитеяыго сильнее иоздействия одногпзентных благородных метал -¡г оз.

По даяннм периодов ренете* стабильных и метаста&тльных -фаз уточнена фазовая диаграмма Cd-Li для х ^ 3 ат.#; уст-анои-яонч равновесные пределы растворимости лития а fj - кадмии xQ* С,9 и.* и Т0 = 130 °С.

Установлено усиление аномалия теплового расширения кадмия вдоль оси с -з ouy и ее отсутствие вf^;,- фазе (рис. 2 (а и Ь)\ При анализе изменений пояоаени). плоскостей зоны Дконса относительно поверхности <5ерми (в приближении ''пустой решетки") хак функции концентрации х дтаия (rju) и ртути (ОЦ ), а также температуры зичвяеиы ^рагмеыти зони Дчсокса, ответствеиние за аномально'; изменение периода с (отношения с/а) э кадмии.

В четвертой глава представлены результаты исследования периодов раэнсвесной и закаленной неупорядоченных - со и упорядоченной с утроением вдоль оси с о) - реисток в интервале 70 -ЗОС К' с х - 0,4; 0,5; 0,6; 0,67, а также влияние давления до 4 ГПа на СО - решетку с х = 0,45 при комнатной температуре,-

Г.риведены новые сведения о диаграмме равновесия о , СО"- фаз. Обнаружен эффе.сг упорядочения OD - переохлажденной фазы npi ее нагреве выше 73 К, Фазовая граница <а/«*дяя неравновесного перехода сильно изменяется, понижаясь с увеличением содержания ртути (от 220 до 170 К дм к от 0,4 до 0,67). Установлены различия в пи-!риодах реиеткн для разновесного л но-

Рио.Э

Зависимости периода а-(а) и отношения о/а-(Ь) сплавов Cdjj^Hjj. х от температуры в аехалеинои-с0п и равнохесном-С») , -ы* с остоянйях. иу'пгтаркйс яикии соединяют зависимости и

aor-wV^ii;^,' LjbiiU

раяноаесиого про«

цоссоз упорядочений СО—со* ^ырахаюкиеся в скачке периода а (Т) и в "изломе" зависимости'-© (Т) для равновесного процесса, а при нагреве закаленных GO*- решеток до uf - состояния в монотонных изменениях периодов а. (Т) (рис. 3 (а)) и о (Т).

Анализ воздействия на отношение с/а состава - упорядочения (рис. 3 (Ь)) и давления (рис, <0 обнаруживав'1 суцественное влияние "строения* псевдопотенциай* сплава (I) и зонной энергии (2): I. При одинаковом и^мейении атомного объема отношение с/о изкёняется от концентрации в три pasa сильнее, чем от давления, что характеризуется определяпцее/влияше на отношение о/а изменения псевдопотенциала сплава от состава, но не от межатомного расстояния; 2. Зависимости с/а (х) для W и W* фаз различается при 78 К, что обусловлено появлением сверхструктурных плоскоо»-Т8Й из-sa усложнения зоны Дхоцсв. При этом с/а (х) « - и W*— фаз оовпадаот в точке х ^0,45, имея наибольтие отличия вблизи границ концентрационного -'интервала CJ-фаз, что соответствует концентрационным зависимостям -расчетной зонной знергаи и скрытой теп дот упорядочения-.

Продемонстрирована важная рояг зоны Дконса в отношении стабильности СО - и, 00*- фаз.' Согласно вычислениям по соот-

ксисталлического строения уровень Ферми раслояагсется-з знергетиЧео-sux зазорах плоскостей зоны Дрон*-са во всем ийсяедованном интервале х-Р-Т. С-днико давление смещает уровень Фчрмн к границе энергетического зазора, что в эксперименте сопровождается снижением ста* бидьности СО - фазы и paoладой метаетабияьного гомогенного тетрагонального СО - твердого раствора о выделением стабильной гексагональной ОС-ф&зы.

В пятой г льве по температурным зависимостям интенсивноо-уеа отражения (0006) и (ЗОЗО) монокристаллов кадмия в интервале 76 - 300 К определены приведения амплитуд среднеквадратичных сне-

мп,1в.киям ^ифракдаонной теории

О i г 3 4 Рабти», Р. ГПа -

Pite» ¡t

Зависимости отношения с/а (I) и атомного объема £2 (2) сплаваСс/0Л5^0#55 от давления.

Еценяй а направлении гексагональной оси ( ¿^¿11~>с СТ)) и в базисной плоскости ( д< Совмещением этих зависимостей о литературными, абсолютными значениями среднеквадратичных смещений при Т„п„ц (рис. 5, т -..точки) определены зависимости! вшт-зотропных тепковц* смещений <, иг>0 (Т) и I ис>а (Т) (линия I). Наои к литературные данные (линии 2 и точки $ ) удовлетворительно соответствуете дебаавскоп зависимости для колебаний в направлениях плотнеяшей упаковки (базисная плоскость) с сильной связью. Однако для направления вдоль гексагональной оси дебаевская зависимость не выполняется. Связано это с изменение» в исследованной температурной интервале характеристик низкочастотного пика,фонон-ного спектра;, соответствующего направлению слабей связи (оси с), а также с изменением заполнения электронных состояний вблизи углов и ребер зоны Даоноа«_

405

3 500

0

Рис» 5

Зависимости, среднеквадратичных смешений от температуры:

I - зависимости

< иг>,

а,с

оовмещением д а(т) и со

значениями < И2>& 0(Т, 2 - зависимости! и о

(Т)„ полученные

о т гоо

комн>» - в - Г0ЧКИ-^ — точки - литературные данные;

3 - расчетные зависимости в гьрмокичеоком 260 (—) и ангармоническом (•■•••) приближениях.

" йычйеке^ие' а^изотрШных среднеквадратичных смещений ¡'¡о со~ отношениям» полученным в рамках одночзстичного ангармонического потенциала (для Т>0 ) в гармоническом (пунктирные линии 3 ) и ангармоническом (точечные) приближениях, не вполне удовлетворительно совпадают с^эксгГерим е нт а л ьными данными. При этом вклада ангармонизмй оказывается противоположными по знаку для глаянах направлений вплоть до Тпя.

выводит

I. Созданы оригинальные, приборы и методики: а) рентгеновский криоста? (а.с, № 842520) для интервала; 78 - ЭОО К с вакуумноплотными окнами, низкой оптической плотности (а.с. й 873X3), обеспечивающий вноокуо стабилизации немпера-

С — I 1'рад.) и возможность исследования in situ иых образцов;

б) прибор для расшифровки яау&грамм;

в) приставка для покачивания стоянка гониометра: при прецизионной регистрации дифракционного профиля отражений монокристаллов или крупнокристаллических образцов;

г) экспрессные метода съемки кауограмм и определения ориентации монокристаллов.

2." В таблице I приводятся экспериментальные данные о концентрационных интервалах существования, влиянии состава на кристаллографическую анизотропию с/а (параметра у^ ) прилегающих ту фаз сплавов Cdj^^K^ (A ; Ajj. ; Н^ ) и исследованный концентрационный интервал, влияние состава, упорядочения температуры и давления на кристаллографическую анизотропию о/а''параметра %) оцт сплавов

Исслздована гексагональная ft - фаза ййяелб*

а) установлено специфическое влияние лития на кристаллическую решетку кадмия: резкие уменьшения отнесения с/а (параметра

yQ и атомного объема; сокрацениег концентрационного х0 интервала существования райновёскоя t[ - фазы; интенсивный процесс сублимации лития; значительное зяйяяие пластического деформирована на предед растворимости лития и- на процесс сублимации лития; существование гомогенного метастабильногс твердого Ц - раствора v области концентрации ^ пр-з-тавагсцей равновесный предел растворимости лития х0;

б) воздействие одаозавён^исго я. гия на структуру фазовых диаграмм равновесия сплавов кадмия •? бла гч>родныыи металлами Od-Me и на кристалпи.ческув реветку двухвалентного кадмия (уменьшение отновения с/с!,- атомного объема, сокращение концентрационного интервале суяеем'ования - фазы и др. ) значительно сильнее воздействия одновалентных благородных кзтагиову

в) аноиалышй ход коэффициенте теплового расширения кадмия вдоль кристаллографической оси о в интервале 78 - 300 К связан с влиянием лития и ртути на 'темаературнуо завкскнзоть периода 5. Установлено усиление аномалии в фазе к е.-? отсутствие з tjLi- фазе;

г) относительные изменения невоз«уценкой поверхности

и паосйОбтей зоны Джонсаs вычисленные по концентрационные и «•&;>• пературйш зависимостям периодов реаетог fy.- я -И*.

К -

Тчбл, i, растгорииоотт» кокгшкснти А (-/.0) и аяиякие. cocí-asa (л) но «прение u/a. (n¿pz<<&?p%) "fry припегаищях фаз сплавов С#Т_ХД„ » £>t » » Па ), Исследований концентрационный интервал, зячяиив состава, упорядочения* температура и даэленкя .i" огаосевае ef-X (tuранетр X) ouï спяаэоз Ctíj^ü^y.

i i : Со^таа Тип ргкели Интервал Значения с/ft d(c/'J)/d:< Г т"? (Ciato 3/С / fcr

ч к2 * Х1 ?"2 [(ar «Г1] XI "2 fer. í J

Cd г'.ту . • • 1ДШ ™ ' Л573Г" -

f? T'iy my z'ny ■ о цт: ЗОСК 73 К í с Зо ;7ÖK 0 О О чгЗ 0,9 7 го 67 i /'83 1,683 1,683 0,733 0,739 1,66с í ,812 1,852 0,723 0,725 -1,67 . 10"2 -I,0 . I0"2 . I0"4 -5,52 . 10'Ji -5,22 , IO'4 +b,3I +15,31 +15,31 -26,18 -26,03 +10,39 flO ,96 +15 ,S6 -27,67 -27,49 -1,02 -0,62 + 2,75 . I0"4- +5,52 . 10"f +5,22 . IO"2

чО 67 0,739 0,725 •4,89 « 10'A -2ь 10 -27 ,83 . Ï0"2

' .¡ЛВЮЧКК 1 JrL _ Р=Ог4ГПа x=0,'í5 0,7375*0,7620 С -26,25M-*3,£0)

Прнмдчйниа: ± - макенкаяьноз «шачекко нвразнсвссцого п^едеза раетгс-рсюстк в яяаетичес-чи до-'îopki'p^llïïT^x сплавах Ü<it_J.i о х>0,9 ат.>£; состав îrcï 1,5 аг S¡ ft " огтвртурввз дек-huü; + f -j- - злил'.мс дззясаял исслсдоаачо на оплазе ^V-x'lfx 0 х " 0 »45«

выявляют важную роль электронных состояний в углах и вблизи ре бер зоны Джонс© в поведении параметры о и отношения с/а (параметра % ).

Исследованы тетрагональные О, СО* фазы сп"азов

а) в СО- сплавах СсЦ^д- х: обнаружен эффект упорядочеки переохлажденной СО - фазы; установлена граница со / СО

неравновесного упорядочения; определена кристаллографически параметры равновесного и неравновесного процессов фазового пе] хода; 1

б) установлена связь мевду структурными параметрами систе СО-Сс([„хН^х и ЗЬНН0й энергией, проявившаяся: в определяющем влиянии на отношение с/а различия псевдопотенциалов компоне* сплава» а не межатомного расстояния, выявленное в эксперимент« применением давления? в отличии зависимостей с/а (х) дти СО и фаз при 78 К} связанное с усложнением зонной структуры при уп( рядоченик бо—со; в корреляции различий зависимостей с/а (х) С и 0О*фаз с концентрационным поведением компоненты зонной онер] ответственной за упорядочение;

в) показана важная роль зоны Джонса: в степени стабильное: СО и СО*фаз во всей х-Р-Т области их существования, обусловж нзя: зависимостями периодов решетки и отношения с/а, обеспеч} юдам* контакт наибольшего количества плоскостей зона Джонса с верхностьв Ферми; расположением уровня Ферми, -.нутри знергетич« ких зазоров плоскостей зоны Дяоноа; смещениям уровня Ферми п< воздействием давления к границе энергетического зазора, сопрс] асдаемого вытеснением тетрагокадьйой - фазы в область болью концентраций ртути и образованием гексагональной ОС-фазы.

5. Исследована анизотропия тепловых колебаний, атомов кадмия. В базисной плоскости (содержащей направления пдоткемай упаковки с сильной связью) среднеквадратичные смещения огисыв; стоя дебаевской теорией фононного спектра. Вдоль гексагокаяьи' оси; ооответемулцей направлений слабой связи и низкочастотно! пику колебаний фононного спектра в интервала 78 - 300 К, деба: с кие агависимссти! ке выполняется, что обусловлено температурны изменениями низкочастотного пика: средней частота и (или) пло косъи фсконвах состояний»

СПИСОК РАБОТА ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО THMS ДИССЕРТАЦИИ

Хивинский С;8., Прыткин В.В., Антонова Н.К., Александров Б.Н; Устройство для расшифровки лзудграмм // Физика конденсирован» кого состояния, вып. 5, §1ИНГ АН УССР» 1969, с. 255-256. цизинский C.B.-,' Прыткин В.В*, Александров Б.Н; Экспрессный метод получения лауэгранм //Зав.лаб. 1968, й 4, с. 33-34г Александров Б.Н., Прыткин 3:3. Простой способ рпредедеьшя о^ектации сферических монокристаллов галлия, олова и висмута // Ш, 1970, т. 29, * 5, с. I099-II0I. Прыткин В.8., Приспособление к рентгеновскому дифрактометру для качания образов //Зав.лаб. IS75, № 2, с. 35. Прохзатилов АЛ., Прыткин В.В. Низкотемпературная, безвакуумная камера к рентгеновскому дифрактометру // XXI Всесоюзное совещание по физике низких температур. 5ТЙЯГ АН УССР. г.Харьков, 1980, с. 33-84.

Прохвати лов А.И., Прыткин В.В. Низкотемпературная приставка: к рентгеновскому дифрактометру. // Авт.свид. №842520 от 2.03.81г. Прыткин В.В., Прохвати лов А.И. Материалы окон для низкотемпературного вакуумного оборудования // Авт.спид. № 873303 от 15.06.1981 г.

, Прыткин В.В.» Прохватилов А.И. Материала для уплотнения окон

вакуумных рентгеновских приборов.// I9SI, й 6, с. 200-201. , Прохватилов hJr.a Прыткин В.В. Низкотемпературная яри ставка к

рентгеновским дифрактомэтрам.//ПГЗ, 1961, » 4, с.243-244. . Прыткин В.В., Лктягина 1.М., Еибгак Е.В. Влияние температуря

и давления на периоды реиетки' (Â) - фазы система Cd-Щ * ■ //Металлофизика; 1986,'й I, с..73-78.'

. Прыткин В.В.,. Козьма A.A.i Библяк Е.В. Концентрационные:: зависимости периодов кристаллической решетки сплавов « с' содеряанием лития до 3 // Металлофизика, 1990, № б; ' с. 450-455.' '

. Прыттан В.В.» Библяк Е.В. Среднеквадратичные смещения атомов здоль глазных направлений монокристаллов кадмия в интзрвадв. 78-300 К // Металлофизика, 1991, й 2, с. 153-160.