Рентгенодифракцiйне дослідження структури розплавів Al—Cu

Abstract

Проведено рентгенодифракційне дослідження структури розплавів системи Al—Cu з вмістом 0, 14, 25, 30, 40 та 100% ат. Cu при температурах поблизу лінії ліквідусу. Методом оберненого Монте-Карло, з використанням експериментальних кривих структурного фактору (СФ), реконструйовані структурні моделі, з яких розраховані парціальні характеристики локального впорядкування атомів у розплавах. Встановле- но, що існування передпіку на кривих СФ є наслідком кореляції в положенні атомів міді на відстані 4.7 Å, що переважно реалізуються в політетраедричних кластерах ікосаедричного типу, суттєво збагачених, у порівнянні із складом розплаву, атомами міді. Характер впорядкування атомів у кластерах визначає структуру та властивості розплавів Al—Cu в цілому. Помітне скорочення міжатомних відстаней корелює з характером концентраційної залежності термодинамічних властивостей розплавів, які вказують на значні від’ємні відхилення від ідеальності.

Проведено рентгенодифракционное исследование структуры расплавов системы Al—Cu с содержанием 0, 14, 25, 30, 40 и 100% ат. Cu при температурах вблизи линии ликвидуса. Методом обратного Монте–Карло, с использованием экспериментальных кривых структурного фактора (СФ), реконструированы структурные модели, согласно которымх рассчитаны парциальные характеристики локального упорядочения атомов в расплавах. Установлено, что существование предпика на кривых СФ есть следствие корреляции в положении атомов меди на расстояниях 4.7 Å , которые преимущественно реализуются в политетраэдрических кластерах икосаэдрического типа, существенно обогащенных, в сравнении с составом расплава, атомами меди. Характер упорядочения атомов в кластерах определяет структуру и свойства расплавов Al—Cu. Заметное сокращение межатомных расстояний коррелирует с характером концентрационной зависимости термодинамических свойств расплавов, которые указывают на существенные отрицательные отклонения от идеальности.

Structure of Al–Cu liquid alloys with 0,14,25,30,40 % at. Cu has been studied by X-ray diffraction at temperatures near liquidus. The structural models of liquid alloys have been reconstructed by means of Reverse Monte-Carlo method with use of experimental curves of the structural factor (SF). The partial characteristics of local ordering of atoms in alloys were calculated from these models. It have been established, that the prepeak on the experimantal SF curves is caused by a correlation in arrangement of copper at a distances of about 4.7 Å atoms in polytetrahedral clusters of icosahedral type. These clusters more enriched atoms of copper in comparison with melt composition. Character of atomic ordering in clusters defines structure and properties of liquid Al—Cu alloys. The significant decreasing of interatomic distances correlates correlates with concentration dependence of thermodynamic properties of melts that points on deviations from ideality.