Позитронная аннигиляция в аморфных сплавах
|
Применение позитронов в исследовании аморфных сплавов объяснялось главным образом возможностью обнаружения в них центров захвата позитронов. Для этого были использованы методы измерения спектров времени жизни позитронов и УРАФ. В работах — первых в области позитронных исследований аморфных сплавов — отмечалось отсутствие захвата позитронов при комнатной температуре. Авторы пришли к выводу, что в аморфных сплавах очень мало вакансионноподобных дефектов, которые могли бы захватывать термализованные позитроны, как в случае с кристаллами. Однако в работе авторы исходили из представлений о том, что скорость захвата позитронов дыркой в аморфном сплаве зависит от глубины и ширины потенциальной ямы и определяется температурой образца. Эксперименты со сплавом Pd — 20, 4 ат.% Si, проведенные методами УРАФ и временных спектров, не дали заметных изменений при 20 и 298 К, поэтому было предложено, что позитроны в аморфных сплавах локализованы в дырках, образованных в плотной хаотической упаковке атомов. В аморфных сплавах Ni—P и Co—Р, изученных методами УРАФ и спектров времен жизни позитронов, не было найдено отличий от спектров для кристаллического состояния. Автор считает, что в аморфных сплавах отсутствуют пустоты, большие, чем вакансии, а ионы в них не так подвижны, как в жидком состоянии.  Значительные изменения аннигиляционных параметров наблюдали при изменении температуры в области кристаллизации аморфного сплава (рис. 5.2). Предполагается, что кулоновское взаимодействие позитронов с ионами облегчает миграцию атомов. Изменение состава аморфного сплава влияет на его структуру, возможно, благодаря изменению концентрации металлоидных атомов. В сплаве (Mo0,6Ru0,4x)B1-х с ≤18 ат. % В можно ожидать образования пустот. При концентрации ≥18 ат. % В следует ожидать заполнения этих пустот. Данные о влиянии дефицита атомов В, а также нейтронного облучения (табл. 5.1) свидетельствуют о том, что время жизни и форма спектров допплеровского уширения изменяются при изменении концентрации бора, а также при облучении нейтронами. Времена жизни τ и S-параметр допплеровского спектра больше для образцов с пустотами и для облученного нейтронами, чем для образца с 18 ат. % В, где указанные пустоты заполнены.  В рассматриваемом примере имеется полное сходство с поведением термализованных позитронов в металлах, содержащих центры захвата в виде различного рода дефектов. Вместе с тем в аморфном сплаве возможен и отрыв захваченного позитрона, так как потенциальные ямы в них не такие глубокие, как в кристаллах. В ряде работ обращается внимание на существование вакансионно-подобных дефектов, которые действуют как центры захвата позитронов в аморфных сплавах. Чувствительность позитронов к структурной релаксации и структурным изменениям при кристаллизации была выявлена при изучении температурной зависимости спектров допплеровского уширения в аморфных сплавах Fe81Bi13,5Si3,5C2, Fe40Ni38Bl8Mo4. Поведение допплеровского S-параметра (рис. 5.3) согласуется с концентрацией центров захвата позитронов пустотами больших размеров. Структурная релаксация проявляется в заметном уменьшении избыточного свободного объема и при кристаллизации 5-параметр резко уменьшается.  В сплаве Fe40Ni40P14Be аннигиляционный параметр W изменяется двухступенчато: при 240 и 330 °С. Эти температуры ниже области кристаллизации. Увеличение аннигиляционного параметра (W = (Awn + Awp)/А0) (рис. 5.4) свидетельствует об уменьшении избыточного объема при закалке сплава. Локализация позитронов в аморфных сплавах Pd80Si20, Fe80B20, Co73Fe5Si12B10, Fe40Ni40B20, Fe40Ni40P14B6, Cu35Zr85, Cug5Zr35, Cu60Zr50 и Ni90Zr10 была обнаружена при изучении двухпараметрической позитровной аннигиляции, позволяющей получить распределение времени жизни позитронов для энергетических каналов в зависимости от энергии (рис. 5.5). Наблюдаемые изменения свидетельствуют о локализации позитронов в структурных дырках или неоднородностях. Сравнение данных ЭПА для аморфного состояния и для деформированных кристаллических металлов показывает, что аморфные металлы содержат структурные дырки размером, сравнимым с размером вакансий или дислокационных ядер в кристаллических металлах.  |
