Page 134 - Zmist-n4-2015

Рис. 2. Концентраційна залежність основних
структурних параметрів розплаву (Al 0,88 Si 0,12 ) 1–x Ni x
за різних температур: – T = T L ;  – T = T L + 50 K;
– T = T L + 100 K.
Fig. 2. Concentration dependence of the main structural
parameters of the (Al 0.88 Si 0.12 ) 1–x Ni x melt at different
temperatures: – T = T L ;  – T = T L + 50 K;
– T = T L + 100 K.

Залежність основних структурних пара-
метрів від концентрації нікелю за різних тем-
ператур показано на рис. 2. Під час додавання
Ni в кількості 5 та 10 аt.% зменшується висота
першого максимуму СФ. Згідно з моделлю
твердих сфер, таку поведінку структурного
фактора пояснюють зменшенням середньої
атомної густини. Причиною вказаних змін може бути те, що в результаті взаємо-
дії Ni з Al виникають хімічно впорядковані області зі своїм характерним типом
структури. Відбувається перебудова структури рідкої евтектики, внаслідок чого і
знижується середня атомна густина сплаву. Виникнення хімічно впорядкованих
областей спричинить також і зменшення радіуса першої координаційної сфери.
За подальшого додавання нікелю (15 та 20 at.%) висота першого максимуму
СФ збільшується, а положення зміщується в бік більших значень хвильових век-
торів. Така поведінка структурного фактора вказує на те, що за збільшення вміс-
ту атомів Ni основну роль під час формування структури розплаву починають ві-
дігравати області з хімічним впорядкуванням.
Для детальнішого аналізу структури доліджуваних сплавів її моделювали
оберненим методом Монте-Карло. В результаті цього отримали парціальні між-
атомні віддалі (див. таблицю) та парціальні координаційні числа (рис. 3).
Парціальні міжатомні віддалі досліджуваних сплавів
r Al–Al r Al–Si r Si–Si r Al–Ni r Si–Ni r Ni–Ni
Сплави
Å

Al 0,88 Si 0,12 2,82 2,89 2,85 –
(Al 0,88 Si 0,12 ) 0,8 Ni 0,2 2,56 2,62 2,56 2,70 2,74 2,80

Як бачимо з таблиці, парціальні міжатомні віддалі евтектичного сплаву
Al 0,88Si 0,12 r Al–Al рівні міжатомним віддалям для чистого алюмінію, тоді як відста-
ні r Si–Si більші від міжатомних віддалей чистого кремнію (2,50 Å). Додавання ні-
келю до евтектичного розплаву зумовлює зменшення r Al–Al, r Si–Si та r Al–Si. Між-
атомні віддалі r Al–Al та r Al–Ni набувають значень близьких до парціальних віддалей
у подвійних сплавах Al 0,9Ni 0,1 [20].
З аналізу парціальних координаційних чисел можемо зробити висновок про
те, що в розплаві Al 0,88Si 0,12 поблизу температури плавлення кожен атом алюмі-
нію в середньому оточений 9,4 атомами алюмінію та 1,4 атомами кремнію, фор-
муючи таким чином області, збагачені алюмінієм, а кожен атом кремнію оточе-
ний 10,2 атомами алюмінію та 1,2 атомами кремнію, що свідчить про розчинення
кремнію в структурних одиницях на основі алюмінію.
Додавання нікелю до розплаву Al 0,88Si 0,12 змінює оточення алюмінію та
кремнію. Зокрема, зменшується кількість найближчих сусідів Al–Al (з 9,4 до 7,9)
та майже не змінюється координаційне число Si–Si (з 1,2 до 1,3). Нікель у роз-

133