Введение к работе
Актуальность темы.' Получение некристаллических (вмйрф-ых) твердых тел*исследование йх структуры И других физи-. ёекйх свойств подставляется одной' йа развивающихся облас-ей как экспериментальной, так и теоретической физики твер-ог'О телак Классическими методами создания металлических' и олупроводнйковых стекой является скоростная закалка из идкости и осаадёШё из газовой фазы "на охлавдаемую подожку.
Последние годы активно исследуются явления амоу|>иза-ии метастабилъяых кристаллических фаз, и на их осно*^ азрабатьгаай'і'ся новые метода изготовления аморфных матерй-ігові Перехбд неравновесного кристалла в аморфное состояние ыл обнаружен при облучении ионами высоких энергий, Гидри-овании и при размоле в шаровых мельницах металлических планов. Йод действием высокого давления наблюдалась амор-извция молекулярных и полупроводниковых кристаллов» '06-взцы аморфных сплавов, получаемые разйЬЛоы (с последующим -омпактярЬванием) и под давлением имеют макроскопические азмеры» Это обстоятельство значительно облегчает исследо-анив структурных, динамических, тепловых характеристик морфного состояния. Перевод из кристаллической непосред-твенно в ^аморфную фазу, минуя жидкую, позволит связать фи-ійческие свойства-, интервалы устойчивости по давлению, тем-іературе и концентрации.аморфных сплавов с соответствующими іараметрамй равновесных кристаллических фаз. Такие исследо-іания дадут возможность установить общие закономерности , іморфйзации кристаллических фаз и открыв'аот путь для направленного регулирования химического состава и физических івойств аморфных сплавов.
Целью работы являлось изучение процесса спонтанной шорфизацйи (баз Высокого Давления ($Щ) в системах Zn-& " і Cd.-SB ,* полученных в метасгабильйом состоянии при атмо- ' !ферном давлений. Необходимо было определить температурный интервалы устойчивости кристаллической и аморфной фазы» эффективные энергии активации, величины тепловых и.объем--.
~2" "
ных аффектов процессов аморфизацйи и кристаллизации. Относительно высокая устойчивость аморфных состояний в этих системах сделала возможным изучение динамических свойств сплавов в трах состояниях: метастабилъная кристаллическая $ВД, аморфная фаза, равновесный кристалл. В случае системы AI- бе (алшиний и германий в отличие от H*v,CcL,S8 не образуют промежуточных фаз) была поставлена задача построе ,;ния фазовой Т-С-Р диаграммы с целью поиска аморфиэующихся ФВД, а также исследование динамических свойств решетки пересыщенных растворов G»fi в AI в закаленном состоянии и в .процессе их распада.
Растворы Al(fihe) представляют собой удобный модельный объект для изучения природы сверхпроводимости ФВД в системах В-элементов, поскольку сильная зависимости температурь сверхпроводящего перехода (Тс) от состава позволяет изменять Тс'в 7 раз, при том растворы замещения АІ(бе) ішеюп высокосимметричную Г.Ц.К. решетку.
Научная новизна работы и результаты, выносимые на защиту. I). Впервые методы дифференциальной сканирующей калориметрии и дилатометрии были применены для исследования .спонтанной аморфизацйи фаз высокого давления в.системі
. "Zn-S8 и C
v энергией "активации диффузии в полупроводниках и металлах.
' ' ' 2) Наблюдается увеличение плотности колебательных со " стояний в области малых энергий для ФВД и аморфной фазы
Ц.Ф.) по сравнении с равновесной кристаллической (Р.К.).
Be личина этого эффекта уменьшается в ряду ШВД -»»А.Ф.->-Р.
:';, . .... 3) В системе А]>в9 впервые была обнаружена промежуточная фаза состава^70 &т$> 0е {Т-фаза), возникающая nj /давлении выше 7,3 ГЛа. Она была получена путем закалки го 'давлением и исследовагіа в метастабильном состоянии при а' дасферяом давлении. Фаза имеет узкий интервал Гомогенное!
(не 5 ат,!5) и является сверхпроводником (Тс=8~8,2 К).
Структура фазы Algg<3er,Q (Т -фаза) определена, как простая
гексагональная (с параметрами а = 2,830 Я, с = 2,622 8 .
(+0,005 8) при 100 К).; './.' '
w 4) При нагреве до комнатной температуры ^ -фаза переходит в аморфное состояние, кристаллизация аморфной фазы' идет с заметной скоростью при температурах выше 200С.
-
Методом закалки под давлением были исследованы зависимости растворимости Ge в AI от давления и температуры. Показано, что растворы А1(# е) могут быть описаны модель» регулярних твердых растворов.
-
Методом иеупрурого рассеяния нейтронов показсло, что при увеличении содержания гермения в растворе растет . интенсивность, пиротгаго пика в спектре плотности фонОнных состояний в области малых энергий (10 мзВ). Появления этого пикет вызвано реэдаанснъм колебанием тяжелых атомов & е'.
Методом далоуглового рассеяния нейтронов установлено; .
что при распаде раствора Alggfiejg образуются зоны шаровид- .
кой формы. Размер зон зависит от температуры отжига, он со
ставил для отжига при-200 и 6бС соответст
венно. .
Для объяснения процессов і происходящих при распаде закаленных ФВД, предложена простая термодинамическая схема. ' Аморфное состояние рассматривается как промежуточное мевду иетастабильной ФБД и равновесным фазовым состоянием. ФВД теряет устойчивость по отношению к сохранению дальнего порядка при достижении ее виртуальной точки правления (при. ? я I атм), и происходит аморфизация. Интервал устойчивости аморфной фазы ограничен сверху температурой рекристаляи- . зации, характерной для данной системы.
В работе обсуждаются возможные механизмы выделения [ .
аморфной фазы. ,' . -.
Практическая ценность работы. Полученные результаты . логут быть положены в основу разработки новых технологий . * та массовому производству новых аморфных о широким набором-
Щ~'-ъ-[ ' ":/ " . -. - 4-."''' ;. ' v.:> р
електрических СВОЙСТВ.
Апробация работы. Основные результаты работы доклады- " - вались на XI ЫезедународноЙ конференции ШИВД (г.Ниев, -,'. 1987 г.), ЭД Мевдународной конференции МАРЯВД {г.Падерборн, SEP, 1989 г.), УП Мездународной конференции "Жидкие и Аморфные Материалы" (г.Киото, Япония, 1989 г.), УП Международной ' конференции "Быстроэахаленные материалы*' (г.Стокгольм, Швеция, 1990 г.).
». . .''''.,-
Публикации. Ш материалам диссертащи опубликовано
б статей;
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитированной литературы.