Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Новая модель стеклования

16.01.2019


В работе предложена новая модель стеклования, основанная на теории протекания. Предполагается, что во-первых структура аморфного сплава и жидкости гетерогенна. Негомогенность в однокомпонентных материалах возникает вследствие флуктуации плотности, а в сплавах — также и в результате флуктуаций состава. В работах путем непосредственного наблюдения было установлено, что аморфный сплав состоит из жидкоподобных областей с большим свободным объемом или высокой локальной свободной энергией и из кристаллоподобных областей с малым свободным объемом или низкой свободной энергией. Во-вторых, предполагается, что каждая область претерпевает редкие переходы k1 меньше vD (10в13 с-1) между локальными минимумами, разделенными энергетическими барьерами Ae1 в конфигурационном пространстве. Каждый локальный минимум соответствует различной структуре. Распределение по высоте барьеров еi является причиной того, что время релаксации тi пропорционально ехр (-Aеi/kвТ). Спектр релаксации схематично показан на рис. 10.9. Он состоит из асимметричного распределения вокруг главного пика и длинного хвоста в области малых времен релаксации. При температyрах Ti больше Tg (рис. 10.9,а) полный спектр расположен левее времени измерения т* (например, равном 30 с), так что вся система претерпевает частые конфигурационные превращения и является жидкоподобной, т. е. находится в равновесном состоянии. Во время охлаждения весь спектр сдвигается в область более длительных времен релаксации, так что малая часть областей с т больше т* представляет собой кристаллоподобные кластеры, расположенные в жидкоподобной матрице. По мере того, как температура достигает значения Tg (рис. 10.9,б), число кристаллоподобных кластеров возрастает, увеличивается также их размер, причем настолько, что может образоваться бесконечный кластер. Это приводит к резкому снижению степени макроскопического течения и к переходу жидкость-стекло. Процесс стеклования Тg(т*) также связан с процессом протекания. Важно, что кристаллоподобные области занимают только малую часть матрицы t=1/4...1/3 и окружены жидкоподобной структурной составляющей. Процесс релаксации в области Тg является, следовательно, по своей природе кооперативным (КСРДР). При температуре Т2 ~ на 100 К меньше Tg (рис. 10.9,в) кристаллоподобные области начинают расти, а доля жидкоподобных областей снижается за предел протекания t''=t. Области с жидкоподобной структурой становятся изолированными одна от другой и окруженными со всех сторон жесткой матрицей. В этих условиях дальнейшая релаксация протекает локально лишь в областях с жидкоподобной структурой, причем носит независимый характер (ЛCPMP). Следует подчеркнуть, что ЛCPMP в каждом кластере (по-видимому, размером — 1 нм или немного больше), включающем ряд атомов, является кооперативной по своей природе, и она способна привести к локализованному переходу жидкость — стекло по мере того, как тi будет превышать т*. В температурной области, где Т2 меньше Та меньше Тg структурная релаксация будет протекать в жидкоподобной матрице кооперативным путем, включающем только часть материала (KCPCP). Она отличается от процесса КСРДР, протекающего при Tg (см. кривую в).

Рассмотренная модель предсказывает локализованный характер релаксации при отжигах много ниже Tg, при этом в процессе нагрева аморфный сплав возвращается в первоначальное состояние без повторного нагрева до температуры Тg. Модель также предсказывает существование определенного распределения температур стеклования, а также достаточно хорошо воспроизводит многие специфические черты поведения аморфных сплавов при отжиге, которые были упомянуты выше. Закаленный образец демонстрирует сдвиг всего спектра H (Inт) в область более коротких времен релаксации (со слабым изменением в характере самого распределения), и обнаруживает структурную релаксацию при более низких температурах. Вполне вероятно, что магнитная дезаккомодация и эффекты неупругости, предусматривающие протекание ЛCPMP, могут происходить при температурах много ниже тех температур, которые можно достигать при экстраполяции данных по вязкости и диффузионной подвижности, по-видимому, включающих в себя процессы KCPCP и КСРДР.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: