30328.zrtini系準晶的形成與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性研究

1、碩士學位論文ZrTNi系準晶的形成與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性研究FormationandStructuralStabilityofIcosahedralQuasicrystalsinZr—TiNiSystem學號：211必大連理工大學DalianUniversityofTechnology大連理工大學碩士學位論文摘要準晶是一種固態(tài)有序相，其結(jié)構(gòu)具有準周期平移序和非晶體學旋轉(zhuǎn)對稱性特征。因其獨特的結(jié)構(gòu)與性能，準晶材料至今仍是凝聚態(tài)物理相關(guān)領(lǐng)域的的重要課

2、題，其中準晶的形成與穩(wěn)定性問題一直受到廣泛關(guān)注。本文根據(jù)復(fù)雜合金相的“團簇加連接原子”模型，從團簇角度對Zr—TiNi系三元準晶的結(jié)構(gòu)與成分特征進行剖析，并據(jù)此提出了ZrTiNi系準晶的團簇式成分設(shè)計方法，同時結(jié)合相關(guān)具體實驗系統(tǒng)分析與研究了ZrTiNi系準晶的成分特點、形成能力、熱穩(wěn)定性與相變行為。論文主要成果如下：ZrTiNi系中OZr：Ni(t112A1。Cu型)、”一Ti：Ni(cF96一ri。Ni型)以及九一TiZrNi(hP

3、l2MgZn2型C14TiZrNiLaves相)三種晶體相與Zr—TiNi系準晶的形成關(guān)系密切。根據(jù)各相具體的原子占位信息，通過CARINE專業(yè)晶體結(jié)構(gòu)分析軟件，結(jié)合主團簇選取的密堆度與共享度準則，解析出上述三合金相的主團簇分別為Ni為心的Ni。zrs與Ni。Ti。團簇以及Ti／Ni為心的Ti。。Ni。。。。Zr鋤。：團簇?；谶@些準晶相關(guān)相的主團簇，構(gòu)建了ZrriNi系的三種準晶團簇成分式，并通過合金化得到相關(guān)準晶成分：在富Zr區(qū)，與

4、準晶形成相關(guān)的二元共晶點成分Zr。Ni：?？捎脠F簇式表示成：[Ni。Zr。]Zr(=Zr，；Ni：；)，其中，Ni。zr。為0相的主團簇；將該團簇式中的連接原子Zr替換為Ti以實現(xiàn)合金化，可得合金組分一一[Ni。Zr。]Ti，對應(yīng)的原子百分比成分為Zr6667Ti833Ni2j；在富Ti區(qū)，相關(guān)共晶點成分Ti。。Ni。。可用團簇式表示為：[Ni。Ti。]Ti。(=Ti，。Ni。。)：其中，Ni。Ti。是”一Ti。Ni的主團簇：連接原子T

5、i用Zr替換可得到[Ni。Ti。]TizZr、[Ni；Ti。]TiZr：和[Ni。Ti。]Zr。三準晶成分，對應(yīng)的原子百分比成分分別為Tk，。Zr。。。Ni小Ti625Zrl2jNi25和Ti5625Zrl875Ni25；類似的，對于Ti／Zr含量接近的Tk。Zr。蛐Ni：。共晶點，其成分可用團簇式解析為[Ti；蝴Ni。。。。Zr鋤。]Ti。Zr(=Tk。。Zr；。。。Ni：蝴)，式中Ti；棚Ni。。。。Zr。船。為九相的主團簇：同時將

6、連接原子Ti、Zr互替，一共可得到4個Zr—Ti—Ni準晶成分，分別為[Ti4488Ni3，192Zr529]Ti3、[Ti4488Ni3192Zr5，29]TiZr2、[Ti4488Ni3192Zr529]Ti2Zr禾口[Ti州。。Ni。。。。Zr鋤。]Zr。，對應(yīng)的原子百分比成分為Tk。。Zr。。，。Nh。。、Tk。。ZrtsetNh。s、Ti3939Zr4062Nil998和Ti28，loZr5192Nil998。20atNi％和