Введение
Глава 1. Р(СsС1)-твердые растворы, икосаэдрические фазы, кристаллические аппрокснмапты в квазикристаллообразующих сплавах на основе алюминия. Обзор 16
1.1. Квазикристаллы 17
1.1.1. Многомерная кристаллография. Атомные модели квазикристаллов 17
1.1.2. Совершенные и несовершенные квазикристаллы. Фазонные моды 25
1.1.3. Квазикристаллы как фазы Юм Розери 29
1.1.4. Физические свойства и совершенство квазикристаллической структуры 31
1.2. Структурные трансформации квазикристалл рациональный кристаллический аппроксимант 34
1.3. Структурные соотношения и трансформации квазикристалл р-твердый раствор (фазы на основе р-твердого раствора) в сплавах на основе алюминия 40
1.3.1. Структурные трансформации и соотношения для декагональных фаз и р-твердого раствора (фаз на основе Р-твердого раствора 42
1.3.2. Структурные трансформации и соотношения для икосаэдрических фаз и Р-твердого раствора (фаз на основе р-твердого раствора) 48
1.4. Структурное состояние P(CsCl)-TBepn,bix растворов в квазикристаллообразующих системах на основе алюминия и титана 53
1.5. Каталитические свойства квазикристаллообразующих сплавов 59
1.6. Постановка задач исследования 61
Глава 2. Образцы, методы приготовления, методики исследования 66
2.1. Образцы, методы приготовления 66
2.1.1. Сплавы квазикристаллообразующей системы Al-Cu-Fe 66
2.1.2. Модельные В1-твердые растворы оксидов Nb(N,0)i.2, LiNio.4Feo.6O2 66
2.1.3. Система Ti-Si-N(,0) 67
2.1.4. Объекты для РФД анализа: монокристаллические поверхности (0001)Ti, (110) Nb, (112) CuInSe2, адсорбированные слои N/(0001)Ti, O/(0001)Ti, СО(0001)Ті 67
2.2. Методики исследований 68
2.2.1. Структурные методы исследования 68
2.2.2. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС) и фотоэлектронная дифракция (РФД) 69
2.2.3. Физические методики 70
2.3. Теоретические методы 71
Глава 3. Диффузные эффекты рассеяния электронов и структурное состояние твердых растворов. Модели ближнего порядка 72
3.1. Электронно-дифракционный анализ ближнего порядка типа замещения в бинарных растворах. Кластерный метод 73
3.1.1. Теория кластерного метода 73
3.1.2. Электронно-дифракционное исследование структуры кубических В1-твердых растворов Li(Fe0.6Nio.4)Cb 78
3.1.3. Диффузные эффекты и ближний порядок в сплаве Al-xNio-y со структурой B2(CsCl) 89
3.2. Диффузные эффекты и структурное состояние твердых растворов близи фазовых переходов типа смещения. ОЦК- и B2(CsCl)- сплавы 90
3.3. Твердые растворы с ближним порядком замещения и типа смещения. Влияние размерного фактора (теория, эксперимент) 98
3.3.1. Сверхстехиометрические оксиды Bl-FeOi+x, BI-VO1.2, Bl-TiOu 102
3.3.2. Сверхстехиометрический оксинитрид В1 -Nb(N,0)i.2 106
Выводы к главе 3 114
Глава 4. Двухфазные сплавы Al-Cu-Fe (икосаэдрическая фаза +р-твердый раствор). Физические свойства, микроструктура, ориентационные соотношения Р- и І-фаз 116
4.1. Микроструктура квазикристаллообразующих сплавов Al-Cu-Fe 116
4.2. Температурные зависимости проводимости и магнитной восприимчивости квазикристаллообразующих сплавов АІбіСизбРеіз, АІбзСиїбРеп 124
4.3. Ориентационные соотношения икосаэдрической фазы и Р-твердого раствора в квазикристаллообразующих сплавах АІбіСіЬбРеіз и А1бзСи25реі2 126
4.3.1. Расчет угловых соотношений для основной ориентационной связи р- и і-фазы: [110]p||A5l5 [Т1Т]р||А21 (1) 129
4.3.2. Электронно-дифракционный анализ строгих ориентационных соотношений решеток р- и i-фазы в закаленных сплавах Al-Cu-Fe 137
4.3.3. Строгие ориентационные соотношения г-фазы и Р-твердого раствора в отожженных сплавах АІбіСіЬбРеіз, AlCibsFen 144
4.3.4. Симметрийный анализ ориентационных соотношений (3- , г- фаз в квазикристаллообразующих сплавах Al-Cu-Fe 149
Выводы к главе 4 160
Глава 5. Fi-твердые растворы в квазикристаллообразующей системе AI-Cu- Fe 162
5.1. Структурное состояние Р-твердого раствора в закаленных сплавах АІбіСіЬбРеіз, А1бзСіі25реі2 (электронно-микроскопическое исследование) 163
5.1.1. Анализ эффектов диффузного рассеяния 165
5.1.2. Модели структурного состояния Р-твердого раствора 172
5.2. Зависимость структуры Р-твердого раствора от соотношения концентраций Cu/Fe в сплавах Al-Cu-Fe 177
5.3. Ближний порядок в Р-твердом растворе Al-Cu-Fe и кристаллические структуры атомно-упорядоченных фаз х-, г\-, -, г-, у 191
5.4. Первопринципное исследование стабильности и структурных дефектов твердого раствора p-AlCuxFei.x и фаз упорядоченных на его основе 197
5.4.1. Методика расчета и структурные модели P-AlCuxFei-x 198
5.4.2. Энергетика образования и структурные свойства P(CsCl)-AlCuxFei.x 198
5.4.3. Структурные дефекты в P(CsCl)-AlCuxFei x 202
5.4.4. Стабильность, структурные и магнитные свойства упорядоченных фаз т-Al3(Cu,Fe)2 и r)2-Al(Cu,Fe) 209
Выводы к главе 5 218
Глава 6. Структурно-фазовые превращения в закаленных сплавах Al-Cu-Fe при изотермических отжигах. Механизм трансформации р~>г 221
6.1. Низкотемпературные превращения (250С, 350, 450С) в р-фазе в сплавах Al6iCu26Fei3, Al63Cu25Fei2, А15оСиззРеп, Al5oCu44Fe6 224
6.2. Формирование однофазной икосаэдрической структуры в сплавах Al6iCu26Fen, Al63Cu25Fei2(TOT=550oC, ТОТ=650С). Дефекты i-фазы 234
6.3. Механизмы структурной трансформации Р-твердый раствор —> икосаэдрическая фаза 244
6.4. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия и низкотемпературная теплоемкость квазикристаллообразующих и Р-сплавов системы Al-Cu-Fe 256
6.4.1. РФЭС-анализ квазикристаллического сплава А16зСи2бРец и кристаллического Р-сплава АЬоСиззРеп 257
6.4.2. Низкотемпературная теплоемкость квазикристаллического сплава А1бзСіі2бРеі і и р-сплавов АЬоСиззРеп, AlsoCi^Fee 262
Выводы к главе 6 265
Глава 7. Исследование структуры и превращений на поверхности методом рентгеновской фотоэлектронной дифракции (РФД) 267
7.1. Основы метода рентгеновской фотоэлектронной дифракции 268
7.2. Монокристаллические поверхности 276
7.2.1. Монокристаллическая грань Ti(0001) 277
7.2.2. Монокристаллическая грань CuInSe2 (112), модифицированная ионным облучением. РФД-исследование 279
7.2.3. Первопринципные квантово-химические расчеты структурных дефектов в CuInSe2, CuIn(Ga)Se2 289
7.3. Вакансионно-упорядоченные поверхностные структуры. Адсорбированные слои систем Ti-N, Ti-O, Ti-C(O), Ti-N(O) 293
7.4. Структурные превращения 1р-твердый раствор, Р-твердый раствор—и на гранях монозеренных квазикристалллов Al-Pd-Mn, Al-Cu-Fe. Исследования РФД-методом 301
Выводы к главе 7 312
Основные результаты и выводы 313
Литература 317
