Основные кристаллохимические категории. Кузьмичева Г.М. - 23 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

45
температуре, следовательно, структура
β-W становится
"электронно неустойчивой" относительно тетрагонально искаженной
структуры и происходит мартенситное превращение.
4. При высоких температурах благодаря значительному вкладу
колебательной энтропии в фазах
β - латуни устойчивой оказывается
ОЦК структура, но при низких температурах система становится
механически нестабильной относительно сдвигов типа (110)/<1-10>
вследствие
взаимодействия между компонентами. Кроме того,
разупорядоченная высокотемпературная
β - структура
стабилизируется дополнительно еще вкладом энтропии
позиционного разупорядочения. Но с понижением температуры и
этот вклад уменьшается, и взаимодействие компонентов
неодинакового размера приводит к упорядочению структуры
вследствие перобладания вклада энергии сцепления в свободную
энергию, по мере того, как вклад энтропийного члена падает.
Температура механической неустойчивости Т
(мех. неуст).
неупорядоченной фазы и
температура упорядочения Т
(упор)
,
естественно, не обязательно должны быть равны. Более того,
упорядоченная фаза
β' сама может стать механически неустойчивой
при некоторой достаточно низкой температуре Т'
(мех. неуст).
Чем
больше разница размеров компонентов фазы, тем более
предпочтительна упорядоченная структура.
5. Большой интерес представляет попотка провести аналогию
между поведением металлов с мартенситным превращением и
поведением твердых электролитов с дискретным переходом в
высокопроводящее состояние на основе представлений
об
образовании микродоменов. В металлов с ОЦК решеткой
микродомены новой фазы как предвестники мартенситного
превращения образуются при температурах, близких к температуре
Дебая (
Θ
Д
) в период
эластичного размягчения решетки.
46
Упорядочение этих микродоменов при Т
М
0.1Θ ведет к
собственно мартенситному превращению. Образование
микродоменов в этом случае вызвано стремлением кристалла
стабилизировать размягченную решетку по отношению
вибрационному разрушению.
Аналогичным образом в нестехиометрических оксидных фазах
микродомены образуются в результате стремления системы к
локальной стехиометрии, выгодной по энергетическим
соображениям. В обоих случаях характер изменений при охлаждении
кристаллов с достаточно высокой
температурой, где домены
отсутствуют, можно представить следующим образом: по мере
понижения температуры при некотором значении Т=Т
2
достигается
состояние, когда микродомены зарождаются в результате
квазифазового превращения первого порядка. Если матрица, в
которой это произошло, достаточно мягка, то дальнейшее развитие
превращений тормозится упругим взаимодействием между ядрами;
при дальнейшем понижении температуры зародыши
медленно растут
(аномально высокая теплоемкость) до тех пор, пока при Т=Т
1
весь
образец не превратится в низкотемпературную фазу. Переход при
температуре Т
2
иногда называют предвестником перехода при
температуре Т
1
. Поскольку матрица непрерывна, а домены
изолированы друг от друга, переход Т
1
считают более
фундаментальным.
Итак, структурные изменения при охлаждении
ряда кристаллов
(например, AgI) можно описать следующим образом: при Т=Т
2
образуются микродомены упорядоченных фаз, в интервале T
α
<T<T
2
кристалл представляет собой когерентную смесь матрицы -
высокотемпературной фазы с объемом V
в
, микродоменов (V
M
) и
доменных стенок (V
д
), причем V
д
<<V
в
+V
M
. По мере понижения
температуры V
M
увеличивается, V
в
подает, а в точке T
а
когерентная
                                 45                                                                 46
   температуре,   следовательно,    структура    β-W становится       Упорядочение этих микродоменов при          ТМ≈0.1Θ ведет к
"электронно неустойчивой" относительно тетрагонально искаженной    собственно      мартенситному      превращению.      Образование
структуры и происходит мартенситное превращение.                   микродоменов в этом случае вызвано стремлением кристалла
   4. При высоких температурах благодаря значительному вкладу      стабилизировать     размягченную     решетку    по     отношению
колебательной энтропии в фазах β - латуни устойчивой оказывается   вибрационному разрушению.
ОЦК структура, но при низких температурах система становится          Аналогичным образом в нестехиометрических оксидных фазах
механически нестабильной относительно сдвигов типа (110)/<1-10>    микродомены образуются в результате стремления системы к
вследствие взаимодействия между компонентами. Кроме того,          локальной     стехиометрии,    выгодной     по    энергетическим
разупорядоченная     высокотемпературная       β    -  структура   соображениям. В обоих случаях характер изменений при охлаждении
стабилизируется    дополнительно      еще     вкладом   энтропии   кристаллов с достаточно высокой температурой, где домены
позиционного разупорядочения. Но с понижением температуры и        отсутствуют, можно представить следующим образом: по мере
этот вклад уменьшается, и взаимодействие компонентов               понижения температуры при некотором значении Т=Т2 достигается
неодинакового размера приводит к упорядочению структуры            состояние, когда микродомены зарождаются в результате
вследствие перобладания вклада энергии сцепления в свободную       квазифазового превращения первого порядка. Если матрица, в
энергию, по мере того, как вклад энтропийного члена падает.        которой это произошло, достаточно мягка, то дальнейшее развитие
Температура механической неустойчивости Т(мех. неуст).             превращений тормозится упругим взаимодействием между ядрами;
неупорядоченной фазы и температура упорядочения Т(упор),           при дальнейшем понижении температуры зародыши медленно растут
естественно, не обязательно должны быть равны. Более того,         (аномально высокая теплоемкость) до тех пор, пока при Т=Т1 весь
упорядоченная фаза β' сама может стать механически неустойчивой    образец не превратится в низкотемпературную фазу. Переход при
при некоторой достаточно низкой температуре Т'(мех. неуст). Чем    температуре Т2 иногда называют предвестником перехода при
больше разница размеров компонентов фазы, тем более                температуре Т1. Поскольку матрица непрерывна, а домены
предпочтительна упорядоченная структура.                           изолированы друг от друга, переход Т1 считают более
   5. Большой интерес представляет попотка провести аналогию       фундаментальным.
между поведением металлов с мартенситным превращением и               Итак, структурные изменения при охлаждении ряда кристаллов
поведением твердых электролитов с дискретным переходом в           (например, AgI) можно описать следующим образом: при Т=Т2
высокопроводящее состояние на основе представлений об              образуются микродомены упорядоченных фаз, в интервале Tα