Главная – Журналы – Химия в интересах устойчивого развития 2000 номер 1-2

Изучение структуры границ раздела важно для понимания и предсказания поведения материалов. Среди множества типов интерфейсов межзеренные границы особенно важны из-за того, что играют решающую роль в поликристаллических материалах. Доступность просвечивающей электронной микроскопии с точечным разрешением 0.2 нм или менее сделала возможным изучение атомных конфигураций на межзеренных границах. Исследование интерфейсов в материалах двух типов – нанокристаллических фазах и квазикристаллических системах – в настоящее время представляет значительный интерес. В нанокристаллических материалах доля поверхностных атомов велика и может достигать даже 50 %. В случае квазикристаллических систем существуют возможности сочетания решеток квазикристаллической фазы и структурно соответствующей ей кристаллической фазы. Трансляционное упорядочение кристаллической фазы сменяется квазипериодическим упорядочением по интерфейсу. Нанокристаллические фазы характеризуются размером зерен порядка нескольких нанометров. В Центре атомных исследований им. И. Ганди (Kalpakkam, India) интенсивно изучались структура межзеренных границ и линий тройных стыков в нанокристаллических металлах – палладии и титане, а также в керамических диоксиде тория и диоксиде циркония. Эти исследования помогли понять природу дефектов и релаксационных процессов. Показано, что в структуре межзеренных границ наблюдается меньшее разупорядочение, чем отмечалось при использовании других методов исследования. Проведена интерпретация изображений линий тройных стыков и межзеренных границ в соответствии с дисклинационной моделью. Изучение нанокристаллического состояния актуально, поскольку было показано, что это состояние предпочтительнее для проведения таких процессов, как аморфизация твердого тела. Отмечен удивительный факт – никакие особенности структуры в двух классах изученных нанокристаллических материалов не удалось соотнести с природой химического взаимодействия. В настоящее время изучаются структурные соотношения между квазикристаллической и соответствующей кристаллической фазами. Эти соотношения используются для описания структуры интерфейсов. Границы раздела между структурно сходными фазами, отличающимися друг от друга периодичностью, по-видимому, выражают степень соответствия решеток. Исследование границ раздела в системах Аl – Cu – Fe и Al – Pd – Mn, выполненное нами при помощи электронной микроскопии высокого разрешения (ЭМВР), показало, что в этих системах присутствуют отчетливо видные выступы. Это явление было объяснено на языке обычных структурных представлений о двухфазных системах и геометрического соответствия их межфазных границ. Структурное исследование квазикристаллических фаз не позволило непосредственно выявить их структуры, но полученные результаты могут помочь решить эту проблему.