Моделі структурних змін у (квази)бінарних твердих розчинах (Ti1-cWc)B2 та ГЦК-Ni1-cAlc: термодинаміка і кінетика

Abstract

Дисертація стосується вивчення релаксації різних типів близького порядку від нерівноважного до рівноважного стану і визначення мікроскопічних параметрів міґрації атомів, що характеризують цю релаксацію в твердих розчинах ГЦК-Ni–Al. Захищаються наукові положення, сформульовані на основі 8 опублікованих наукових праць. Спрогнозовано температурні залежності залишкового електроопору, рівноважних розчинів ГЦК-Ni–Al. Виявлено, що залежності від температури відпалу мають немонотонний характер та внаслідок інтегрального характеру не дають змогу оцінити кількісно параметри часової еволюції певних типів близького порядку. Досліджено кінетику інтенсивності дифузного розсіяння Рентґенових променів, обумовленого міжатомовими кореляціями для монокристалічного зразка розчину ГЦК-Ni–Al (устрій його близького порядку характеризується набором хвильових векторів, в тому числі тим, якому мали б відповідати упорядковані структури типу L12-Ni3Al і L10-Ni2Al2). Визначено мікроскопічні параметри міґрації атомів компонентів стопів ГЦК- Ni–Al у різних кінетичних моделях релаксації інтенсивності дифузного розсіяння. Розраховані енергії активації процесу дали змогу встановити, що в стопах Ni–Al релаксація близького порядку не обмежується лише вакансійним механізмом дифузії. Спрогнозовано залежність інтенсивності дифузного розсіяння від часу відпалу для різних хвильових векторів з врахуванням залежності інтенсивності дифузного розсіяння від температури конденсації у сполуку типу C32-(Ti,W)B2 в квазибінарній системі TiB2. Передбачено можливі типи надструктур у втіленій гексагональній підґратниці в металовмісних кристалічних сполуках типу C32 і визначено умови стабільності таких структур, що утворюються з неупорядкованого розподілу атомів (нестехіометричної) металевої підсистеми, залежно від характеру міжатомової взаємодії у трьох перших координаційних сферах підґратниці; спрогнозовано типи вторинних надструктур, що також можуть виникати в результаті фазових перетворень типу лад–лад. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/20906

Диссертация посвящена исследованию перестройки различных типов ближнего порядка при его релаксации от неравновесного к равновесному состоянию и определению микроскопических параметров миграции атомов, которые характеризуют эту релаксацию в твёрдых растворах ГЦК-Ni–Al. Защищаются научные положения, сформулированные на основе 8 опубликованных научных работ. Спрогнозированы температурные зависимости остаточного электросопротивления равновесных твёрдых растворов ГЦК-Ni–Al. Обнаружено, что с изменением температуры отжига величина меняется немонотонно, что указывает на переход к различным типам ближнего порядка. Выполнена параметризация аномального поведения кинетики остаточного электросопротивления растворов ГЦК-Ni–Al. Но полученные в различных кинетических моделях количественные характеристики релаксации остаточного электросопротивления (времена релаксации и т.д.) вследствие его интегрального ха- рактера не могут быть отнесены к релаксации конкретной моды (статической концентрационной волны) порядка. Результаты исследования релаксации распределения интенсивности диффузного рассеяния (по обратному пространству), обусловленного межатомными корреляциями для монокристаллического образца твёрдого раствора ГЦК-Ni–Al показали, что строение ближнего порядка характеризуется набором волновых векторов k, в том числе тем, которому должны были бы соответствовать упорядоченные структуры типа L12-Ni3Al и L10-Ni2Al2; в закалённом состоянии имеет место ближний порядок, отвечающей упорядочению, структурный тип которого L12 описывается статической концентрационной волной 100 , но при релаксации ближнего по- рядка к равновесному состоянию формируется, прежде всего, нанокристаллическая структура, строение которой отвечает совокупности в основном кластеров типа L12-Ni3Al и L10-Ni2Al2 (их относительное количество изменяется в этом процессе). Оценены параметры ближнего порядка для разных исходных состояний и температур его релаксации. По данным о временном изменении интенсивности диффузного рассеяния, в рамках одно- и двухэкспоненциальной кинетических моделей, для некоторых векторов k удалось определить Фурье-компоненты микроскопических параметров миграции атомов компонентов сплавов ГЦК-Ni–Al, причём показано, что процессы релаксации ближнего порядка невозможно адекватно описать в одноэкспоненциальной модели кинетики. Рассчитанные энергии активации процесса позволили выяснить, что в сплавах Ni–Al релаксация ближнего порядка не ограничивается лишь вакансионным механизмом диффузии. Полуфеноменологическая схема оценивания характеристик миграции компонентов бинарных растворов на основе решёток Браве даже при невысоких температурах приспособлена к классу простых гексагональных решёток. Пред- сказаны возможные типы сверхструктур на гексагональной подрешётке внедрения в системе (Ti,W)B2 типа C32 и определены условия стабильности таких структур, возникающих из неупорядоченного распределения атомов (нестехиометрической) металлической подсистемы, в зависимости от характера межатомного взаимодействия в трёх первых координационных сферах гексагональной подрешётки; спрогнозированы типы вторичных сверхструктур, возможно, также возникающих в результате фазовых превращений типа порядок–порядок. При цитировании документа, используйте ссылку http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/20906

The dissertation is concerned with study of transformation of various types of shortrange order during its relaxation from non-equilibrium to equilibrium state and determination of microscopic parameters of migration of atoms, which characterize this relaxation in f.c.c.- Ni–Al solid solutions. The scientific assertions are formulated on the base of 8 published scientific articles. Temperature dependences of residual electrical resistance of equilibrium f.c.c.-Ni–Al solutions are predicted. As revealed, with change of temperature of annealing, residual electrical resistance changes non-monotonously that specifies in transformation to various types of short-range order. Parameterization of the abnormal behaviour of kinetics of residual electrical resistance of f.c.c.-Ni–Al solutions is carried out. Results of investigation of a relaxation of distribution of diffuse-scattering intensity (over reciprocal space) caused by interatomic correlations for the single-crystalline sample of f.c.c.-Ni–Al solution have shown that the structure of short-range order is characterised by a set of wave vectors, including vector corresponding to L12-Ni3Al- and L10-Ni2Al2-type ordered structures. Short-range order parameters for different reference states and temperatures of its relaxation are estimated. The semi-phenomenological schema of estimation of (self)diffusion coefficients and activation energies of migration of atoms of binary solutions on the base of Bravais lattices is modified for simple hexagonal lattices. Possible types of superstructures on an interstitial hexagonal sublattice in С32-(Ti,W)B2 compound are predicted, and conditions of stability of such structures arising from disordered arrangement of atoms of nonstoichiometric metal subsystem, depending on character of interatomic interactions in the first three coordination shells of a hexagonal sublattice are ascertained; types of the secondary superstructures probably arising in order–order phase transformations are forecasted. When you are citing the document, use the following link http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/20906