Білик Р. М. Трансформація кластерної будови рідких металів при формуванні багатокомпонентних розплавів

Робота присвячена вивченню трансформації кластерної структури одноатомних розплавів постперехідних металів Pb, In, Ga, Sn та Bi при формуванні багатокомпонентних рідких систем. Інтерпретацію структури ближнього порядку в досліджуваних розплавах проведено в рамках квазіполікристалічної теорії. Відомо, що рідкі In, Ga, Sn i Bi характеризується наявністю асиметрії чи напливу на першому максимумі структурного фактора і тому ми порівнювали структуру цих елементів зі структурою розплаву з симетричним максимумом, який серед досліджуваних нами металів виявляється в рідкого свинцю. Тлумачення складної структури профілю головного максимуму структурного фактора досліджуваних рідких систем відбувалося в адитивному наближенні, тобто в припущенні, що інтенсивність розсіяння розплавом є сумою розсіянь від окремих мікрообластей. Асиметрія головного максимуму структурного фактора рідкого індію пов’язана з проявом мікронеоднорідної будови і може бути кількісною мірою відхилення структури розплаву від щільного атомного пакування. Припускаємо, що в рідкому індії є два типи таких мікрообластей – кластерів, але з різним типом ближнього порядку. Наявність кластерів двох типів з різною щільністю упаковки у рідкому індію узгоджується з тим, що він у твердому стані володіє тетрагональною ґраткою, що є нетиповим для класичних металів. Натомість рідкі розплави Ga, Sn i Bi характеризуються не лише асиметричним профілем головного максимуму структурного фактора, а й наявністю плеча на його правій вітці, що означає ще більше посилення мікронеоднорідності порівняно з розплавом індію. Ця мікронеоднорідність також виявляється в існуванні кластерів двох типів, але з різним хімічним зв’язком. Запропоновано кількісний опис головних структурних параметрів таких кластерів. У випадку досліджень розплавів системи Ga-Sn показано, що жоден з компонент не є визначальним у формуванні їхньої структури, а мікронеоднорідна будова стає більш розвинутою порівняно з складовими елементами. Дослідження системи InBiGaSn за допомогою Х-променів та електронної мікроскопії також засвідчує відсутність випадкового розподілу атомів у ній. Але в порівнянні з одноатомними досліджуваними розплавами і бінарним розплавом Ga-Sn біляеквіатомної концентрації тенденція до мікронеоднорідності ще більше посилюється. Натомість у багатокомпонентній еквіатомній рідкій системі InPbGaSnСu спостерігається атомний розподіл близький до статистичного. Для більш повного аналізу було вивчено поверхневі явища в цих системах з використанням методу лежачої краплі.