Отправить статью по E-mail 
ЛОКАЛЬНАЯ СТРУКТУРА И ЗАТВЕРДЕВАНИЕ СТЕКЛООБРАЗУЮЩЕГО РАСПЛАВА AL86NI6CO4GD2TB2 ПОД ВЫСОКИМ ДАВЛЕНИЕМ: ЭКСПЕРИМЕНТ, МОДЕЛИРОВАНИЕ, МАШИННОЕ ОБУЧЕНИЕ
- Авторы: Меньшикова С.Г.1, Щелкачев Н.М.2
-
Учреждения:
- Удмуртский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук
- Институт физики высоких давлений имени Л.Ф. Верещагина Российской академии наук
- Выпуск: Том 165, № 5 (2024)
- Страницы: 655-664
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/0044-4510/article/view/259026
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0044451024050055
- ID: 259026
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
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
Россия, Ижевск
Н. М. Щелкачев
Институт физики высоких давлений имени Л.Ф. Верещагина Российской академии наук
Автор, ответственный за переписку.
Email: n.chtchelkatchev@gmail.com
Россия, Москва, Троицк
Список литературы
- С. Г. Рассолов, Е. А. Свиридова, В. В. Максимов и др., Металлофизика и новейшие технологии 37, 1089 (2015).
- А. L. Belyukov, S. G. Menshikova, and V. I. Ladyanov, J. Phys.: Cond. Matt. 35, 314001 (2023).
- S. G. Menshikova, A. A. Sushkov, and V. V. Brazhkin, Phys. Sol. St. 64, 204 (2022).
- N. M. Chtchelkatchev, M. V. Magnitskaya, V. A. Sidorov et al., Pure and Appl. Chem. 91, 941 (2019).
- Г. Е. Абросимова, А. С. Аронин, ФТТ 59, 2227 (2017).
- A. V. Tsvyashchenko, L. N. Fomicheva, A. A. Sorokin et al., Phys. Rev. B 65, 174513 (2002).
- V. I. Levitas, J. Phys.: Cond. Matt. 30, 163001 (2018).
- V. P. Filonenko, P. V. Zinin, I. P. Zibrov et al., Crystals 8, 448 (2018).
- Yu. A. Sokolovskaya, V. V. Sokolovskiy, M.A. Zagrebin et al., JETP 125, 104 (2017).
- A. M. Satanin, Introduction to the Density Functional Theory, Teaching aid., Nizhny Novgorod (2009), p. 64.
- Ф. М. Гафаров, А. Ф. Галимянов, Искусственные нейронные сети и приложения, Изд-во Казан. унта, Казань (2018).
- Е. О. Хазиева, Н. М. Щелкачев, А. О. Типеев, Р. Е. Рыльцев, ЖЭТФ 164, 980 (2023).
- А.Ю. Чурюмов, Cand. ... Dr. Tech. Sciences, Moscow (2008).
- L. V. Каmaeva, E. N. Tsiok, and N. M. Chtchelkachev, J. Molec. Liquids 393, 123659 (2024).
- L. N. Kolotova, G. E. Norman, and V. V. Pisarev, J. Non-Crystalline Sol. 429 (2015).
- S. G. Menshikova, N. М. Chtchelkatchev, and V. V. Brazhkin, Materialia 28, 101713 (2023).
- V. V. Brazhkin, Cand. ... Dr. phys.-mat. Sciences, Moscow (1996).
- S. G. Menshikova and V. V. Brazhkin, Phys. Sol. St. 64, 197 (2022).
- P. M. Larsen, S. Schmidt, and J. Schiotz, Modelling and Simul. in Mater. Sci. Eng. 24, 055007 (2016).
- D. Turnbull, J. Appl. Phys. 21, 1022 (1950).
- T. Schenk, D. Holland-Moritz, V. Simonet et al., Phys. Rev. Lett. 89, 075507 (2002).
- T. V. Tropin, G. Schulz, J. W. Schmelzer et al., J. Non-Cryst. Solids 409, 63 (2015).
- X. Guo, M. Potuzak, J.C. Mauro et al., J. Non-Cryst. Solids 357, 3230 (2011).
- H. B. Ke, P. Wen, and W.H. Wang, AIP Adv. 2, 041404 (2012).
- B. A. Rusanov, V. E. Sidorov, P. Svec et al., Inorganic Materials 56, 14 (2020).
- T. V. Tropin, J. W. P. Schmelzer, and V. L. Aksenov, Physics-Uspekhi 59 (2016).
Дополнительные файлы
