Особливості контактної взаємодії кристалічних та квазікристалічних фаз з розплавленими металами

Abstract

Проаналізовано процеси контактної взаємодії квазікристалічних та кристалічних фаз сплавів Al—Co—Cu і Al—Co—Ni з розплавами на основі міді або алюмінію. Меншу швидкість розчинення квазікристалічної декагональної фази в розплавах порівняно з кристалічними пояснено з урахуванням формалізму теорії сильно анізотропних кристалів. За допомогою моделі Дебая знайдено вирази для вільної енергії, ентропії, внутрішньої енергії та теплоємності квазікристалічної і кристалічної фаз. Менша розчинність квазікристалічної фази зумовлена зі зменшенням середньої геометричної частоти коливань її атомів, оскільки надлишкова енергія цієї фази розподіляється між більшою кількістю ступенів вільності.

Проанализированы процессы контактного взаимодействия квазикристаллических и кристаллических фаз сплавов Al—Co—Cu и Al—Co—Ni с расплавами на основе меди или алюминия. Более низкую скорость растворения квазикристаллической декагональной фазы по сравнению с кристаллическими фазами можно объяснить с учетом формализма теории сильно анизотропных кристаллов. С помощью модели Дебая получены выражения для свободной энергии, энтропии, внутренней энергии и теплоемкости квазикристаллической и кристаллической фаз. Меньшая растворимость квазикристаллической фазы обусловлена уменьшением средней геометрической частоты колебаний ее атомов в связи с тем, что избыточная энергия этой фазы распределяется между бóльшим количеством степеней свободы.

The contact interaction of quasicrystalline and crystalline phases of Al—Co—Cu and Al—Co—Ni alloys with copper- or aluminum-based melts was analyzed in this work. The lower dissolution rate of the quasicrystalline decagonal phase as compared to that of crystalline one is explained considering the formality of high anisotropic crystals theory. The expressions for free energy, entropy, internal energy, and heat capacity of the quasicrystalline and the crystalline phases are obtained based on the Debye model. The slower dissolution of the quasicrystalline phase relates to the reduction of an average geometric vibration frequency of its atoms due to the distribution of excess energy of the quasicrystals among the larger quantity of freedom degrees.