Реферат: Микроструктура керамики, полученной прессованием в поле акустических волн

37,929

(V_h -V^' _h )/ V_h

53,192

47,299

42,180

37,934

m

0,413

0,384

0,353

0,336

KМУ

0,844

0,824

0,804

0,793

H/T_g ´10⁷ ,Па/К

0,186

0,145

0,113

0,0875

Как видно из таблицы возрастание долей флуктуационного СО и параметров с ним связанных, свидетельствует об увеличении жесткости сетки связей с ростом содержания Ga.

Однако, при увеличении энергии межатомного взаимодействия и жесткости сетки стекла микротвердость (Н) системы должна возрастать, а не уменьшаться, как показывает эксперимент. Обычно, в первом приближении, микротвердость есть характеристикой энергетики связей в системе и ее жесткости. Естественно, что при увеличении связанности каркаса (количество сшивок) уменьшается возможность ротационного движения элементов структуры и соответственно жесткость будет возрастать. Однако увеличение жесткости пространственного каркаса может привести к появлению дополнительных микропустот (рыхлости структуры), что будет влиять и на величину микротвердости, которая, являясь “макрохарактеристикой”, также зависит и от топологии (конформации) системы в целом.

Е'_h (для случая, когда полная энергия сетки стекла определяется только энергией тепловых колебаний атомов, т.е. без учёта энергии связей, объединяющих атомы (молекулы) в твердое тело) с увеличением содержания Ga увеличивается. С увеличением Т_g (здесь Т_g в значении температуры, при которой состоялось “замораживание” подвижности структурных элементов при переходе из вязкотекучего состояния в аморфное), амплитуда колебаний атомов также увеличивается. Соответственно увеличивается и V'_h . Значения Е_h и V_h больше, чем соответствующие E'_h и V'_h . Кроме того, с увеличением V_h уменьшается Е_h . Поскольку V'_h (и E'_h ) не учитывает энергии связей, допустим, что разница (V_h - V'_h ) есть некоторый дополнительный СО. Этот объем можно называть “конформационным”, так как его образование не зависит от конкретного вида потенциала взаимодействия между цепями, а лишь от их взаимного расположения в пространстве. В таком случае енергия образования “дыры” должна уменьшиться, что и происходит в действительности. Кроме того, с увеличением концентрации Ga часть этого дополнительного конформационного объема увеличивается. При этом Е_h должно уменьшаться, и уменьшаться пропорционально к такому увеличению. Оценив отношение (V_h -V'_h ) /V_h для каждого состава, увидим, что они практически равняются соответствующим значениям (E_h -E'_h ) /E_h . Из этого можно сделать такой вывод. Образование ковалентной связи между двумя атомами из разных цепочек при сшивании полимера должно привести к более плотной упаковке цепей, так как длина ковалентной связи меньше двух Ван-дер-Ваальсових радиусов. Однако это утверждение будет истинным, если процесс образования такой связи не нарушит взаимодействия остальных атомов в цепях. В данном случае возникла ситуация, когда выигрыш в энергии (жесткости) сетки, при образовании ковалентной связи сшивания, оказался меньше, чем проигрыш за счет уменьшения межмолекулярного взаимодействия участков цепей, ближайших к узлу сетки. Узел сетки (атом Ga), увеличивая локальную жесткость, нарушает плотность упаковки межузловых участков цепи, “разрыхляя” таким способом общую структуру. Соответственно КМУ, с увеличением содержания Ga уменьшается. Екстраполируя концентрационную зависимость КМУ к чистому Те, получим 0,904 (0,907 - максимально возможный коэффициент, полученный для гексагональной упаковки эллиптических цилиндров). При экстраполяции к составу Ga₂ Te₃ получим 0,745, что хорошо согласовывается с КМУ аморфных полимеров (0,67-0,75).

Значения коэффициентов Пуассона близкие к значениям, характерным для аморфных металлов. Поетому можно допустить, что в исследованных аморфных сплавах частично сохранилась металлическая составляющая связей, характерная для расплавов Те и теллуридов. Однако, они превышают значения, типичные для халькогенидных стекол [3], которые имеют линейно-слоевой тип структуры. Экстраполяция (нелинейная) к составу Ga₄₀ Te₆₀ дает значение близкое к определенным в халькогенидах мышьяка такой же стехиометрии [3], поэтому не исключена возможность последующей перестройки топологии расположения структурных единиц при увеличении содержания Ga.

Величина отношения Н/T_g для исследованных стекол более низкая от границы интервала, определенного [1] для линейных структур (0,2 - 0,410⁷ Па/К). Возможно стекла, построенные с тригональних структурных единиц, составляют отдельную группу.

Литература

[1] В.В. Артемьев, В.В. Клубович, В.В. Рубаник. Ультразвук и обработка материалов. Экоперспектива, Мн. (2003). 355 с.

[2] О.Л. Хасанов, Ю.Ф. Иванов, Н.А. Попова, Л.Н. Игнатенко, Э.В. Козлов, Н.В. Дедов, Ю.П. Похолков, З.Г. Бикбаева, В.В. Полисадова. Перспективные материалы, 5,52(1999)

[3] О.В. Карбань, О.Л. Хасанов, О.М. Канунникова. Журнал структурной химии, 45, 149(2004)