ЛОКАЛЬНАЯ СТРУКТУРА И ЗАТВЕРДЕВАНИЕ СТЕКЛООБРАЗУЮЩЕГО РАСПЛАВА Al86Ni6Co4Gd2Tb2 ПОД ВЫСОКИМ ДАВЛЕНИЕМ: ЭКСПЕРИМЕНТ, МОДЕЛИРОВАНИЕ, МАШИННОЕ ОБУЧЕНИЕ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Высокое давление влияет на затвердевание расплава Al86Ni6Co4Gd2Tb2 и его стеклообразующую способность. С помощью молекулярно-динамических расчетов ab initio показано, как локальная структура расплава изменяется с увеличением давления. Высокое давление способствует формированию икосаэдрических кластеров в расплаве. Формированию икосаэдров способствуют редкоземельные элементы: гадолиний, тербий. При давлении 10 ГПа и температуре расплава 1800 К атомы икосаэдров образуют «перколяционный кластер». При уменьшении давления концентрация икосаэдров уменьшается, при атмосферном давлении икосаэдры практически отсутствуют. Таким образом, стеклообразующая способность расплава увеличивается при повышении давления. С использованием техники глубокого машинного обучения выполнена оценка зависимости температуры стеклования Tg от высокого давления: увеличение давления от 0 до 10 ГПа повышает Tg в 1.3 раза. Исследована структура твердых образцов сплава, полученных путем охлаждения его расплава с температурой 1800 К со скоростью 1000 град/с под давлением 10 ГПа. Методами рентгеноструктурного анализа и электронной микроскопии показано, образцы плотные и однородные, структура мелкодисперсная. В сплаве синтезированы новые кристаллические фазы с кубической (сP 4/2) и тетрагональной (tI26/1) структурами, стабильные длительное время в нормальных условиях. В формировании фазы с кубической структурой (сP 4/2) основную роль выполняют редкоземельные элементы. Исследования показали, средняя твердость образцов, полученных при 10 ГПа, почти в 2 раза выше, чем исходного образца, полученного при атмосферном давлении, и составляет порядка 2 ГПа.

Об авторах

С. Г. Меньшикова

Удмуртский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук

Email: svetlmensh@udman.ru
Ижевск, Россия

Н. М. Щелкачев

Институт физики высоких давлений имени Л.Ф. Верещагина Российской академии наук

Email: n.chtchelkatchev@gmail.com
Москва, Троицк, Россия

Список литературы

  1. С. Г. Рассолов, Е. А. Свиридова, В. В. Максимов и др., Металлофизика и новейшие технологии 37, 1089 (2015).
  2. А. L. Belyukov, S. G. Menshikova, and V. I. Ladyanov, J. Phys.: Cond. Matt. 35, 314001 (2023).
  3. S. G. Menshikova, A. A. Sushkov, and V. V. Brazhkin, Phys. Sol. St. 64, 204 (2022).
  4. N. M. Chtchelkatchev, M. V. Magnitskaya, V. A. Sidorov et al., Pure and Appl. Chem. 91, 941 (2019).
  5. Г. Е. Абросимова, А. С. Аронин, ФТТ 59, 2227 (2017).
  6. A. V. Tsvyashchenko, L. N. Fomicheva, A. A. Sorokin et al., Phys. Rev. B 65, 174513 (2002).
  7. V. I. Levitas, J. Phys.: Cond. Matt. 30, 163001 (2018).
  8. V. P. Filonenko, P. V. Zinin, I. P. Zibrov et al., Crystals 8, 448 (2018).
  9. Yu. A. Sokolovskaya, V. V. Sokolovskiy, M.A. Zagrebin et al., JETP 125, 104 (2017).
  10. A. M. Satanin, Introduction to the Density Functional Theory, Teaching aid., Nizhny Novgorod (2009), p. 64.
  11. Ф. М. Гафаров, А. Ф. Галимянов, Искусственные нейронные сети и приложения, Изд-во Казан. унта, Казань (2018).
  12. Е. О. Хазиева, Н. М. Щелкачев, А. О. Типеев, Р. Е. Рыльцев, ЖЭТФ 164, 980 (2023).
  13. А.Ю. Чурюмов, Cand. ... Dr. Tech. Sciences, Moscow (2008).
  14. L. V. Каmaeva, E. N. Tsiok, and N. M. Chtchelkachev, J. Molec. Liquids 393, 123659 (2024).
  15. L. N. Kolotova, G. E. Norman, and V. V. Pisarev, J. Non-Crystalline Sol. 429 (2015).
  16. S. G. Menshikova, N. М. Chtchelkatchev, and V. V. Brazhkin, Materialia 28, 101713 (2023).
  17. V. V. Brazhkin, Cand. ... Dr. phys.-mat. Sciences, Moscow (1996).
  18. S. G. Menshikova and V. V. Brazhkin, Phys. Sol. St. 64, 197 (2022).
  19. P. M. Larsen, S. Schmidt, and J. Schiotz, Modelling and Simul. in Mater. Sci. Eng. 24, 055007 (2016).
  20. D. Turnbull, J. Appl. Phys. 21, 1022 (1950).
  21. T. Schenk, D. Holland-Moritz, V. Simonet et al., Phys. Rev. Lett. 89, 075507 (2002).
  22. T. V. Tropin, G. Schulz, J. W. Schmelzer et al., J. Non-Cryst. Solids 409, 63 (2015).
  23. X. Guo, M. Potuzak, J.C. Mauro et al., J. Non-Cryst. Solids 357, 3230 (2011).
  24. H. B. Ke, P. Wen, and W.H. Wang, AIP Adv. 2, 041404 (2012).
  25. B. A. Rusanov, V. E. Sidorov, P. Svec et al., Inorganic Materials 56, 14 (2020).
  26. T. V. Tropin, J. W. P. Schmelzer, and V. L. Aksenov, Physics-Uspekhi 59 (2016).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024