ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

В задачах связанных с исследованиями многокомпонентных высокоэнтропийных сплавов обнаруживается большое многообразие наночастиц различных типов кристаллических структур и сверхструктур. В таких случаях представляется интересным иметь кристаллогеометрические характеристики зародышей систем. Число зародышей стандартных кристаллогеометрических структур подчиняется стандартным правилам кристаллографии. В процессах формирования высокоэнтропийных материалов в структурах формирующихся образований могут возникать зародыши, соответствующие определенным типам сверхструктур, межфазные границы. В случае бинарных сплавов таких сверхструктур может формироваться более сотни, и во много раз больше для многокомпонентных материалов [1-3]. В работах [4, 5] был предложен простой метод практической кристаллографии, согласно которому заполнение координационных сфер для кристаллов кубической симметрии представляется последовательностью и сочетанием семи правильных и полуправильных многогранников Платона и Архимеда - куба, октаэдра, кубооктаэдра, ромбокубооктаэдра, усеченного куба, усеченного октаэдра, усеченного кубооктаэдра с числом узлов - 8, 6, 12, 24, 24, 24, 48. В настоящей работе излагается методика применения подобного алгоритма в задачах конструирования наночастиц для сплава сверхструктуры В32.

В кристаллической структуре высокоэнтропийных многокомпонентных сплавов в качестве составляющих компонентов наблюдаются наночастицы интерметаллидов и упорядочивающихся сплавов. Среди возможных интерметаллических фаз на основе ОЦК решетки можно выделить четыре типа сверхструктур - В2 (состав АВ), В32 (состав АВ), D03 (состав А3В) и С11b (состав А2В, тетрагональная упаковка). В настоящей работе предлагается простой метод упаковки зародышей интерметаллической фазы сверхструктуры D03, формирующихся в первых 21 координационных сферах. Методика позволяет конструировать идеальную кристаллогеометрию зародышей сверхструктуры в последовательности координационных сфер. Очевидно, что в реальности, особенно при очень малых размерах, идеальная упаковка оказывается нестабильной, и при переходе к равновесию будут возникать упаковки с некристаллическими осями симметрии пятого и седьмого порядка. Однако предлагаемая процедура позволяет построить идеальную кристаллогеометрию зародышей сверхструктуры. Реальная конфигурация наночастиц может быть достигнута подключением последующей процедуры релаксации материала с использованием методов молекулярной динамики. В работе используется представление о семи правильных многогранниках: куб, кубооктаэдр, усеченный куб, усеченный кубооктаэдр, ромбокубооктаэдр, октаэдр, усеченный октаэдр.