Планарные сверхструктурные дефекты в сплавах сверхструктуры L10
- Авторы: Халиков А.Р.1, Бебихов Ю.В.2, Корзникова Е.А.1, Дмитриев С.В.3
-
Учреждения:
- Уфимский государственный авиационный технический университет, Уфа
- Политехнический институт (филиал) Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова в г. Мирном, Мирный
- Институт физики молекул и кристаллов Уфимского научного центра Российской академии наук, Уфа
- Выпуск: № 3-2 (2022)
- Страницы: 90-98
- Раздел: Статьи
- URL: https://vektornaukitech.ru/jour/article/view/569
- DOI: https://doi.org/10.18323/2782-4039-2022-3-2-90-98
- ID: 569
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Планарные сверхструктурные дефекты оказывают большое влияние на механические и функциональные свойства бинарных упорядоченных сплавов сверхструктуры L10 на основе ГЦК решетки, но полный анализ их структуры и энергии сублимации в литературе отсутствует. В данной работе для сплавов сверхструктуры L10 стехиометрического состава АВ приведены выражения для расчета энергии сублимации и энергии планарного сверхструктурного дефекта в модели твердых координационных сфер и парных межатомных взаимодействий. Тетрагональность кристаллической решетки не учитывалась. Структура упорядоченного сплава была представлена в виде объединения четырех моноатомных простых кубических решеток, две из которых заняты атомами A, а две другие – атомами B. Такой подход позволяет рассчитать энергию сублимации, необходимую для испарения кристалла. В работе учитывались первые восемь координационных сфер. Показан алгоритм определения всех возможных геометрически различных представлений сверхструктуры L10, имеющих одинаковую энергию сублимации. Приведено выражение для нахождения плоскостей залегания всех возможных консервативных антифазных границ. Установлено, что в бинарных упорядоченных сплавах сверхструктуры L10 на основе ГЦК решетки присутствуют консервативные и неконсервативные антифазные границы, а также консервативные и неконсервативные границы C-доменов. Алгоритмы, описанные в данной работе, позволяют проводить кристаллогеометрический анализ планарных дефектов как в бинарных, так и в многокомпонентных упорядоченных сплавах с различными сверхструктурами.
Ключевые слова
Об авторах
Альберт Рашитович Халиков
Уфимский государственный авиационный технический университет, Уфа
Автор, ответственный за переписку.
Email: khalikov.albert.r@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-3663-784X
кандидат физико-математических наук, доцент
РоссияЮрий Владимирович Бебихов
Политехнический институт (филиал) Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова в г. Мирном, Мирный
Email: bebikhov.yura@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8366-4819
кандидат физико-математических наук, доцент
РоссияЕлена Александровна Корзникова
Уфимский государственный авиационный технический университет, Уфа
Email: elena.a.korznikova@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-5975-4849
доктор физико-математических наук, профессор
РоссияСергей Владимирович Дмитриев
Институт физики молекул и кристаллов Уфимского научного центра Российской академии наук, Уфа
Email: dmitriev.sergey.v@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-6744-4445
доктор физико-математических наук, профессор, ведущий научный сотрудник
РоссияСписок литературы
- Starostenkov M.D., Dmitriev S.V., Bakaldin A.V. Antiphase boundary formation energies in L10 and L11 superstructures // Russian Physics Journal. 1993. Vol. 36. № 3. P. 242–246. doi: 10.1007/BF00559628.
- Kulkarni U.D., Hata S., Nakano T., Mitsuhara M., Ikeda K., Nakashima H. Monte Carlo simulation of antiphase boundaries, growth of antiphase domains in Al5Ti3 phase in Al-rich-TiAl intermetallics // Philosophical Magazine. 2011. Vol. 91. № 22. P. 3068–3078. doi: 10.1080/14786435.2011.563761.
- Khalikov A.R., Sharapov E.A., Valitov V.A., Galieva E.V., Korznikova E.A., Dmitriev S.V. Simulation of diffusion bonding of different heat resistant nickel-base alloys // Computation. 2020. Vol. 8. № 4. P. 1–12. doi: 10.3390/computation8040102.
- Bahamida S., Fnidiki A., Coïsson M., Barrera G., Celegato F., Olivetti E.S., Tiberto P., Laggoun A., Boudissa M. Effect of the A1 to L10 transformation on the structure, magnetic properties of polycrystalline Fe56Pd44 alloy thin films produced by thermal evaporation technique // Thin Solid Films. 2018. Vol. 668. P. 9–13. doi: 10.1016/j.tsf.2018.10.013.
- Voskoboinikov R. A contribution of L10 ordered crystal structure to the high radiation tolerance of γ-TiAl intermetallics // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. 2019. Vol. 460. P. 92–97. doi: 10.1016/j.nimb.2019.04.080.
- Kumar S., Sharma K., Sharma G., Gupta A., Raghavendra Reddy V., Gome A., Das S.C. Effect of composition on L10 ordering, structural and magnetic properties of Fe100−xPtx alloy films prepared by controlled sputtering // Materials Today: Proceedings. 2021. Vol. 60. P. 945–948. doi: 10.1016/j.matpr.2021.11.222.
- Kohn A., Tal N., Elkayam A., Kovàcs A., Li D., Wang S., Ghannadzadeh S., Hesjedal T., Ward R.C.C. Structure of epitaxial L10-FePt/MgO perpendicular magnetic tunnel junctions // Applied Physics Letters. 2013. Vol. 102. № 6. Article number 062403. doi: 10.1063/1.4791576.
- Rani P., Kashyap M.K., Singla R., Thakur J., Reshak A.H. Magnetism and magnetocrystalline anisotropy of tetragonally distorted L10-FeNi N alloy // Journal of Alloys and Compounds. 2020. Vol. 835. Article number 155325. doi: 10.1016/j.jallcom.2020.155325.
- Kozubski R., Kozlowski M., Wrobel J., Wejrzanowski T., Kurzydlowski K.J., Goyhenex C., Pierron-Bohnes V., Rennhofer M., Malinov S. Atomic ordering in nano-layered FePt: Multiscale Monte Carlo simulation // Computational Materials Science. 2010. Vol. 49. № 1 SUPPL. P. S80–S84. doi: 10.1016/j.commatsci.2010.01.046.
- Khromov K.Yu., Pankratov I.R., Vaks V.G. Generalized Ginzburg-Landau theory of antiphase, interphase boundaries in alloys ordered with a single order parameter: B2-, L10-type ordering // Physical Review B - Condensed Matter and Materials Physics. 2005. Vol. 72. № 9. Article number 094207. doi: 10.1103/PhysRevB.72.094207.
- Liu Y., Bierbrauer U., Seick C., Weber S.T., Hofherr M., Schmidt N.Y., Albrecht M., Steil D., Mathias S., Schneider H.C., Rethfeld B., Stadtmüller B., Aeschlimann M. Ultrafast magnetization dynamics of Mn-doped L10 FePt with spatial inhomogeneity // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2020. Vol. 502. Article number 166477. doi: 10.1016/j.jmmm.2020.166477.
- Le Bouar Y., Loiseau A., Finel A. Origin of the complex wetting behavior in Co-Pt alloys // Physical Review B - Condensed Matter and Materials Physics. 2003. Vol. 68. № 22. Article number 224203. doi: 10.1103/PhysRevB.68.224203.
- Mohri T., Ohno M., Chen Y. First-principles calculations of phase equilibria, transformation dynamics of Fe-based alloys // Journal of Phase Equilibria and Diffusion. 2006. Vol. 27. № 1. P. 47–53. doi: 10.1361/105497106X92790.
- Zhang S., Qi W., Huang B. Size effect on order-disorder transition kinetics of FePt nanoparticles // Journal of Chemical Physics. 2014. Vol. 140. № 4. Article number 044328. doi: 10.1063/1.4863350.
- Khalikov A.R., Sharapov E.A., Korznikova E.A., Potekaev A.I., Starostenkov M.D., Galieva E.V., Dmitriev S.V. Monte Carlo Simulation of Diffusion Processes in Three-Component Alloys // Russian Physics Journal. 2019. Vol. 62. № 4. P. 691–697. doi: 10.1007/s11182-019-01765-1.
- Shcherbinin S.A., Krylova K.A., Chechin G.M., Soboleva E.G., Dmitriev S.V. Delocalized nonlinear vibrational modes in fcc metals // Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation. 2022. Vol. 104. Article number 106039. doi: 10.1016/j.cnsns.2021.106039.
- Varvaro G., Imperatori P., Laureti S., Cannas C., Ardu A., Plescia P., Capobianchi A. Synthesis of L10 alloy nanoparticles. Potential and versatility of the pre-ordered precursor reduction strategy // Journal of Alloys and Compounds. 2020. Vol. 846. Article number 156156. doi: 10.1016/j.jallcom.2020.156156.
- Cherednichenko A.I., Zakharov P.V., Starostenkov M.D., Sysoeva M.O., Eremin A.M. Nonlinear supratransmission in a Pt3Al crystal at intense external influence // Computer Research and Modeling. 2019. Vol. 11. № 1. P. 109–117. doi: 10.20537/2076-7633-2019-11-1-109-117.
- Frommen C., Rösner H. Observation of long-period superstructures in chemically synthesised CoPt nanoparticles // Materials Letters. 2004. Vol. 58. № 1-2. P. 123–127. doi: 10.1016/S0167-577X(03)00428-2.
- Khalikov A.R., Iskandarov A.M. Modeling of the Ordering Kinetics of a Binary Alloy via a Vacancy Diffusion Mechanism in the Solid Sphere Model // Russian Physics Journal. 2013. Vol. 55. № 12. P. 1470–1477 doi: 10.1007/s11182-013-9980-0.
- Zakharov P.V., Korznikova E.A., Dmitriev S.V., Ekomasov E.G., Zhou K., Surface discrete breathers in Pt3Al intermetallic alloy // Surface Science. 2019. Vol. 679. P. 1–5. doi: 10.1016/j.susc.2018.08.011.
- Zakharov P.V., Starostenkov M.D., Korznikova E.A., Eremin A.M., Lutsenko I.S., Dmitriev S.V. Excitation of Soliton-Type Waves in Crystals of the A3B Stoichiometry // Physics of the Solid State. 2019. Vol. 61. № 11. P. 2160–2166. doi: 10.1134/S1063783419110416.
- Khalikov A.R., Starostenkov M.D., Korznikova E.A., Sharapov E.A., Dmitriev S.V. Structure, energy of planar superstructure defects in X2YZ Heusler alloys // Intermetallics. 2021. Vol. 137. Article number 107276. doi: 10.1016/j.intermet.2021.107276.