Представления о структуре аморфных сплавов
|
Для изучения структуры аморфных сплавов наряду с рентгеновскими методами использовали электронную микроскопию высокого разрешения, полевую ионную и гамма-резонансную спектроскопии. Эти исследования показали, что аморфная структура характеризуется наличием областей ближнего порядка размером ~0,15 нм, которые не имеют внутренних границ. Поскольку для электронных состояний в аморфной структуре отсутствует трехмерная периодичность в атомном расположении, то становится трудным их описание, в го время как для кристаллов можно ограничиться элементарной ячейкой. До сих пор важнейшим критерием для аморфного состояния сплава считается наблюдение «рентгеноаморфного» состояния по диффузной дифракционной картине. Однако желательно было бы иметь критерий аморфного состояния, основанный на фундаментальных свойствах металлов, устанавливаемых на атомном и электронном уровнях. Подход к этой задаче может быть осуществлен на основе анализа результатов, полученных с помощью нового ядерного-физического метода — ЭПА. Ho прежде всего необходимо начать с основной концепции о природе аморфного состояния, высказанной в работах Бернала. Бернал впервые предложил модель СПУТС для описания расположения атомов в аморфных сплавах. По Берналу, аморфная структура представляется как простая моноатомная жидкость, построенная на основе СПУТС, которые могут образовывать пять типов многогранников с дырками (рис. 5.1). Структуры типа а—д соответствуют 86,2; 5,9; 3,8; 0,5 и 3,7 % полного числа дырок, находящихся в материале. Плотность упаковки в этой модели ρр = 0,6366 ± 0,0004. Существенно, что в модели заложено определенное число дырок. Критерием ее справедливости до появления позитронных исследований явилось сравнение расчетной парной функции атомного распределения с экспериментальной.  Обсуждение экспериментов, позволяющих изучать атомное расположение в аморфных сплавах, показывает, что в аморфных сплавах существует химический ближний порядок, т. е. упорядоченное распределение разносортных атомов, наряду с конфигурационным ближним порядком, характерным для малой области объема. Этот ближний порядок считается подобным таковому в кристаллической фазе, т. е. для описания структуры предлагается квазикристаллическая модель. С позиций этой модели нашли подтверждение результаты исследований аморфных сплавов Co—Р, Pd—Si, Fe—B, Ni—B, Mo—В, Fe—Ni—В, Cu—Ti. Указанная квазикристаллическая модель с замороженными локальными флуктуациями плотности приемлема для интерпретации характеристик позитронной аннигиляции в аморфных сплавах. Методы позитронной аннигиляции значительно расширяют возможности детального изучения электронной структуры, так как структурные изменения в аморфных сплавах на атомном уровне сопровождаются изменением состояния электронов. |
