Введение к работе
Актуальность темы. Современное материаловедение ставит задачу прогнозирования свойств получаемых материалов. Для этого необходимо глубокое понимание природы изучаемых веществ, в том числе структурно неупорядоченных ( жидких и аморфных ). Особое внимание уделяется аморфным металлам и сплавам, обладающим специфическим сочетанием физико-химических свойств - высокой прочностью, твердостью, высоким электрическим сопротивлением, благоприятными магнитными свойствами.
Экспериментальные методы исследования структуры жидких и аморфных металлов и сплавов позволяют получать такие характеристики, как средневзвешенный структурный фактор и парную функцию радиального распределения. Более детальную информацию о структуре ближнего порядка дают методы компьютерного моделирования, которые, нашли широкое применение в связи с появлением мощных ЭВМ и развитием численных методов. Существует целый ряд вопросов, ответ на которые может дать только изучение моделей жидких и аморфных металлов и сплавов. Статистико-геометрический анализ реализованных структур позволяет точно определить локальное окружение атомов моделей, наличие дефектов при разных температурах и т.д.
Методы компьютерного моделирования дают уникальную возможность изучения физических и физико- химических свойств жидких и аморфных металлов и сплавов на атомном уровне. Поэтому перспективным путем их исследования является построение моделей на ЭВМ численными методами. Иа этих моделях можно исследовать структурные, физические и физико-химические свойства веществ.
Цель работы. Разработка самосогласованного . метода построения атомных моделей жидких и аморфных металлов по известным дифракционный данным. Создание и разработка универсального метода построения моделей двухкомпонентных жидких и аморфных сплавов по двум или трем суммарным парным корреляционным функциям. Комплексные исследования структурных и физико-химических свойств
кидких и аморфных металлов и сплавов.
Научная новизна. Впервые проведено исследование структуры ряда жидких металлов - Al, Са, Си, Fe, Cr, Ni, Sn. Для этого применен алгоритм Шоммерса в комбинации с методами статической релаксации и молекулярной динамик». Рассчитаны структурные характеристики ( распределения координационных чисел, азимутальных углов, многогранникоп Вороного по типам и объемам и др.), коэффициенты санодиффуэии и энтропии исследованных веществ.
Впервые алгоритм Шоммерса применен для исследования структуры аморфных металлов. Доказано, что при температуре свыше 150 К он приводит к построению адекватных моделей аморфных металлов.
Разработан кодифицированный алгоритм Шоммерса для реконструкции атомных моделей двухкомпонентных неупорядоченных систем. С его помощью построены модели жидких сплавов Fe Tb при температуре 2000 К и Ag Ge при 1123 К. Рассчитаны струк-
турные характеристики исследованных металлов.
Модифицированный алгоритм Шоммерса был применен для исследования реальных аморфных двухкомпонентных сплавов Ni Nb и
і « 56
Mi Nb .Рассчитаны структурные характеристики аморфных сплавов. 6Z зв
На примере жидкого модельного сплава Fe ТЬ при 2000 К разработан оригинальный метод реконструкции динамически равновесной атомной модели по двум известным суммарным парным корреляционным функциям с помощью комбинации силового,гибридного алгоритма и модифицированного алгоритма Шоммерса.Этим методом реконструированы модели реальных аморфных сплавов Ni Га (х=62, 55) Рассчитаны
X і 00-х
парциальные парные межчастичные потенциалы и структурные характеристики исследованных аморфных сплавов.
Практическое значение работы. Результаты расчетов физических свойств моделей жидких и аморфных металлов и сплавов позволяют углубить понимание природы жидкого и аморфного состояния.
Набор программ для ЭВМ, разработанный в диссертации для построения моделей жидких и аморфных металлов и сплавов и изучения их свойств позволяет быстро строить и исследовать моде-
ли различных жидких и аморфных металлов и сплавов, испоиьзуя известные дифракционные данные.
Объем работы. Диссертация состоит из введения,шести глав и выводов. Список литературы содержит 67 наименований работ российских и зарубежных авторов. Работа изложена на 152, содержит 68 рисунков и .? таблиц.
