Структура стопу Zr₅₀Cu₃₀Al₁₀Ni₁₀ в аморфному та нанокристалічному станах

Abstract

Гартуванням з розтопу одержано масивні аморфні та нанокристалічні зразки стопу Zr₅₀Cu₃₀Al₁₀Ni₁₀. Оберненою методою Монте-Kaрло виконано реконструкцію атомарної будови аморфного Zr₅₀Cu₃₀Al₁₀Ni₁₀ на основі експериментальних дифракційних даних. За допомогою аналізи координаційних многогранників встановлено, що аморфний стан характеризується мікронеоднорідною будовою, яка обумовлена наявністю різних типів атомового упорядкування; серед них виявлено кластери з близьким порядком, подібним до кристалічних Zr₂Ni та Zr₂Cu. Аналогічні типи нанокристалів (Zr₂Ni з розмірами 6,83 нм, Zr₂Cu – 4,31 нм) ідентифіковано в нанокристалічному стані Рітвелдовою методою, що свідчить про спадковість аморфного і нанокристалічного станів.

Bulk amorphous and nanocrystalline samples of the Zr₅₀Cu₃₀Al₁₀Ni₁₀ alloy are fabricated by quenching from the melt. Reconstruction of the atomic structure of amorphous Zr₅₀Cu₃₀Al₁₀Ni₁₀ is carried out on the basis of the experimental diffraction data by reverse Monte Carlo method. The amorphous state is characterized by microheterogeneous structure, which is caused by the presence of different types of atomic ordering. Clusters with short-range order similar to crystalline Zr₂Ni and Zr₂Cu are revealed by analyzing of the coordination polyhedra. Similar types of nanocrystals (of Zr₂Ni with sizes of 6.83 nm, of Zr₂Cu with sizes of 4.31 nm) are identified in the nanocrystalline state by the Rietveld method. This fact testifies the heredity of amorphous and nanocrystalline states.

Закалкой из расплава получены массивные аморфные и нанокристаллические образцы сплава Zr₅₀Cu₃₀Al₁₀Ni₁₀. Обратным методом Монте-Карло выполнена реконструкция атомного строения аморфного Zr₅₀Cu₃₀Al₁₀Ni₁₀ на основе экспериментальных дифракционных данных. С помощью анализа координационных многогранников установлено, что аморфное состояние характеризуется микронеоднородным строением, которое обусловлено существованием различных типов атомного упорядочения; среди них выявлены кластеры с ближним порядком, подобным кристаллическим Zr₂Ni и Zr₂Cu. Аналогичные типы нанокристаллов (Zr₂Ni с размерами 6,83 нм, Zr₂Cu – 4,31 нм) идентифицированы в нанокристаллическом состоянии методом Ритвелда, что свидетельствует о наследственности аморфного и нанокристаллического состояний.