ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Деформационное взаимодействие примесных атомов из "Теория фазовых превращений и структура твердых растворов" В трех предыдущих главах была изложена теория взаимодействия включений новой фазы, обусловленного интерференцией упругих дефорглационных полей, создаваемых этими включениями. Было установлено, что именно деформационное взаимодействие приводит к формированию определенной гетерофазной доменной структуры, представляющей собой правильную систему периодически чередующихся включений. Исследованные гетерофазные системы являются макроскопическими объектами, так как соответствующие характерные масштабы неоднородностей — размеры включений и расстояния между ними — существенно превышают межатомные расстояния. Именно поэтому все рассмотрение проводилось в рамках макроскопического подхода с помощью континуальной теории упругости. [c.322] В тех случаях, когда источниками внутренних напряжений служат не включения новой фазы, а точечные дефекты (например, примесные атомы), мы имеем дело, по существу, с той же ситуацией, что и в гетерофазной системе. Деформационное взаимодействие примесных атомов, вызванное искажениями кристаллической решетки матрицы, также должно приводить к образованию определенных конфигураций примесных атомов, которые обеспечивают минимум упругой энергии. Единственное принципиальное различие, которое существует между системой включений новой фазы в матрице и системой примесных атомов в кристаллической решетке матрицы, заключается в том, что в последнем случае масштабы точечных дефектов и расстояния между ними оказываются соизмеримыми с межатомными расстояниями. Это означает, что потенциалы взаимодействия примесных атомов должны вычисляться с помощью теории упругости, учитывающей дискретное строение кристаллической решетки. [c.322] Одна из основных особенностей раствора внедрения, отличающая его от раствора замещения, заключается в том, что концентрационные коэффициенты изменения параметров кристаллической решетки, яв.пяющиеся мерой статических искажений, на порядок выше соответствующих коэффициентов в растворах замещения. Это обстоятельство наводит на мысль связать аномально сильное (по сравнению с растворами замещения) взаимодействие примеси в растворах внедрения с упругими искажениями кристаллической решетки. Идея о доминирующей роли деформационного взаимодействия, обусловленного упругими искажениями решетки, была впервые выдвинута Зинером [164] для объяснения существования тетрагональности в железо-углеродистом мартенсите. Однако теория Зинера носила весьма приближенный характер, так как в ней не учитывался дискретный характер кристаллической решетки. [c.323] Как будет показано ниже, упругая энергия твердого раствора отсчитывается от состояния твердого раствора, в котором атомы растворителя занимают узлы идеальной средней решетки. [c.323] Отсюда следует, что химическая энергия растворов внедрения имеет тот же порядок, что и соответствующая энергия в растворах замещения. Как было показано выше, вклад упругой энергии в энергию смешения твердых растворов замещения мал. Таким образом, можно полагать, что доля химической энергии в энергии упорядочения в растворах внедрения имеет тот же порядок, что и полная энергия смешения в растворах замещения. Последняя имеет порядок иГд, где — температура фазового перехода порядок — беспорядок. Гак как практически во всех известных случаях растворов замещения Го— 10 °К, то иГо— 10 эб, что на два порядка ниже, чем упругая энергия раствора внедрения, имеющая порядок 1 36. Эти оценки позволяют сделать вывод, что при Но — 1 деформационная энергия играет определяющую роль в термодинамике твердого раствора. [c.324] III было показано, что в приближении самосогласованного поля вся термодинамика твердого раствора определяется несколькими параметрами. Эти параметры представляют собой фурье-компоненты потенциалов парного взаимодействия (энергий смешения) в точках обратной решетки, отвечающих положениям сверхструктурных и структурных узлов обратной решетки. В связи с этии для исследования вклада деформационной энергии в термодинамику твердого раствора необходимо построить микроскопическую теорию, которая давала бы возможность вычислять фурье-компоненты деформационного потенциала в различных точках обратного пространства. Такая теория была предложена в работах автора настоящей книги [245, 246] и в аналогичной форме в работах Кука и де Фонтена [247, 248] и Хоффмана [249]. Так как результаты [247—249] совпадают с [246], то ниже при изложении теории потенциалов деформационного взаимодействия мы будем следовать работе [246]. [c.324] Вернуться к основной статье