Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ. 4
Глава I. РАССЕЯНИЕ РЕНТГЕНОВСКИХ ЛУЧЕЙ 8
1.1. Теория рассеяния рентгеновских лучей бинарными расплавами 8
1.2. Строение железа, кобальта и никеля в жидком состоянии. 31
Глава II. ФИЗИКО - ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РАСПЛАВОВ ГЕРМАНИЯ С МЕТАЛЛАМИ ТРИАДЫ ЖЕЛЕЗА 44
2.1. Система железо - германий 44
2.2. Система кобальт - германий 53
2.3.. Система никель - германий 61
Глава III. УСЛОВИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА И ОБРОБОТКА ЭКСПЕРЙ МЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ 73
Глава ІУ. РЕНТГЕНОВСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СТРОЕНИЯ РАСПЛА ВО ГЕРМАНИЯ С МЕТАЛЛАМИ ТРИАДЫ ЖЕЛЕЗА 86
4.1. Строение жидкого германия 86
4.2. Система железо - германий 94
4.3. Система германий - кобальт 105
4 4. Система германий - никель 114
Глава У. РАСЧЕТ ФИЗИКО - ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ РАСПЛАВОВ ГЕРМАНИЯ С ЖЕЛЕЗОМ, КОБАЛЬТОМ И НИКЕЛЕМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РЕЗУЛЬТАТОВ РЕНТГЕНОСТРУК ТУРНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ 125
5.1. Расчет удельного электросопротивления. 126
5.2. Расчет энтропии смешения по модели жестких сфер 139
ВЫВОДЫ 156
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 158
ПРИЛОЖЕНИЕ
Введение к работе
Многие отрасли современной техники нуждаются в материалах, обладающих сложным комплексом физических и химических свойств. В настоящее время сплавы германия с 3 d - переходными металлами находят все большее применение благодаря наличию уникальных свойств таких как стойкость в агрессивных средах, магнитные и электрические свойства. Например, сплавы германия с.кобальтом и никелем используются в качестве детекторов с высоким обратным напряжением. Тройные системы торрий - переходный металл - германий перспективны для использования их в ядерной технике. Сплавы германия с 3d - переходными металлами рекомендованы для получения .диффузионных покрытий и керметных пленок.
Для получения новых материалов на основе германия и переходных металлов необходимо знание строения сплавов, так как физико-химические свойства веществ определяются характером взаимодействия между атомами. Прямыми методами изучения строения жидких и твердых сплавов являются дифракционные исследования - рассеяние рентгеновских лучей, нейтронов и электронов. Наиболее распространенным из этих методов является рентгенографический, по-видимому, из-за экспериментальной доступности при изучении систем в жидком состоянии. Следует отметить, что изучение веществ в жидком состоянии помогает не только понять особенности, протекающие в жидкой фазе, но также объяснить ряд физико-химических свойств твердых тел, так как их зарождение происходит в жидкой фазе.
Целью данной работы явилось исследование строения ближнего порядка сплавов германия с железом, кобальтом и никелем в широком области составов при помощи дифракции рентгеновских лучей.
Помимо прикладного значения, подобные исследования представляют значительный теоретический интерес, так как они расширяют наши знания о природе межчастичного взаимодействия и способствуют дальнейшему развитию теории жидкого состояния Известно, что величина структурного фактора и парной функции радиального распределения входят в выражение для теоретических расчетов физикз-хишческих свойств расплавов /1-77. Это дает возможность судить о правильности моделей, применяемых для описания строения ближнего порядка в жидком состоянии.
В настоящей работе представлены результаты расчета удельного электросопротивления и энтропии смешения расплавов систем Fe - Qe Со - йе и Nl - 6-е с использованием экспериментальной информации о строении расплавов с целью изучения возможности описания строения ближнего порядка сплавов указанных систем в жидком состоянии при помощи предлагаемой модели сложной квазиэвтектики, а также основного вклада в энтропию смешения при сплавообразовании из чистых компонентов.
с привлечением экспериментальной информации дифракционного исследования.
Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы и приложения. В первой главе приводится теоретический вывод уравнения, связывающего функцию радиального распределения атомов с кривой интенсивности бинарных жидких систем. Рассмотрены методы анализа дифракционных исследований двухкомпонентных расплавов и приведены рассчетные формулы для определения кратчайшего межатомного расстояний( К, ) и площади ( А, ) под первым координационным максимумом функции радиального распределения атомов. Проведен критический обзор результатов исследования строения жидких Fe , Со и Hi дифракционными методами. Во второй главе собраны литературные данные по физико-химическим свойствам расплавов h - &г , Со - (те и NL (те t анализ которых показал, что расплавы этих систем далеки от идеальных и относятся к системам с сильным взаимодействием разносортных атомов. В третьей главе описаны условия эксперимента и обработки экспериментальных данных. Далее приведена методика проведения малоуглового участка структурного фактора для уменьшения ошибок, обусловленных не нулевым значением нижнего предела интегрирования в уравнении для функции -радиального распределения атомов. В четвертой главе представлены экспериментальные результаты рентгенографического исследования жидкого германия и его расплавов с металлами триады железа. Показано, что формирование структуры жидкого германия происходит при его плавлении. Предполагается, что его строение можно описать при помощи модели на основе размытой решетки типа Ь - &я . Установлено микронеоднородное строение расплавов указанных систем за исключением области соста:..-вов, приходящейся на интерметаллид Ме5(те3 . Предлагается модель строения расплавов германия с Fe , Со и Мі на основе сложной квазиэвтектики, одним из компонентов которой являются микрогруппировки типа Ме5 #е3 , а вторіш - микрогруппировки атомов чистого компонента, находящегося в избытке по отношению к данному интерметаллиду. В пятой главе представлены результаты расчета удельного электросопротивления рассматриваемых расплавов с применением модифицированной формулы Фабера - Займана - Эванса через і -матрицу рассеяния и фазовые сдвиги. Предложена аппроксимация для описания парциальных структурных факторов расплавов германия с железом, кобальтом и никелем. Показано, что величина удельного электросопротивления зависит от метода определения вектора рассеяния на поверхности Ферми. Далее рассмотрен расчет энтропии смешения расплавов по модели жестких сфер с учетом вклада, обусловленного наличием эффективного магнитного момента в расплавах. В приложении представлены листинги программ, по которым были проведены расчеты на ЭВМ М-6000. К каждой программе дано краткое описание для ее использования.
Автором защищаются следующие положения и результаты.
1. Результаты рентгенографического исследования строения жидкого германия.
2. Модель микронеоднородного строения расплавов германия о железом, кобальтом и никелем.
3. Результаты расчета удельного электросопротивления и энтропии смешения с использованием экспериментальной информации о строении сплавов в жидком состоянии.
