Zn-Mg-RE及Ag-In-Yb合金準(zhǔn)晶的近似晶體相.pdf

1、通過(guò)電子顯微學(xué)、粉末 X 射線衍射及單晶 X 射線衍射等手段，確認(rèn)了Zn-Mg-RE(RE=Y,Sm，Gd，Dy,Ho，Er,Yb,Tb)合金系中與二十面體準(zhǔn)晶i相相關(guān)的三組六角相，分別是(Zn，Mg)<,58>RE<,13>，α=14.2-14.4 A;c=14.0-14.3 A；H-(Zn，Mg)<,5>RE 相，α=8.9-9.1 A，c=9.2-9.4 A；Z-Zn<,6>Mg<,3>RE相，α≈14.6 A，c≈8.7 A。這

2、三組六角相中都含有大量的二十面體結(jié)構(gòu)塊，其中在<100>方向都存在有兩個(gè)或四個(gè)穿插連接的Ⅰ(2P)或Ⅰ(4P)原子團(tuán)，在[001]方向都包含有兩個(gè)共面連接的、具有不同高度的二十面體原子團(tuán)Ⅰ(2F)。 另外通過(guò)選區(qū)電子衍射的方法在 Zn-Mg-Y 合金中還發(fā)現(xiàn)一個(gè)總是與 H-(Zn，Mg)<,5>Y 相共生在一起的六角H’相，它們的點(diǎn)陣常數(shù)具有如下關(guān)系α<,H’>=α<,H，>α<,H’>≈2c<,H>。H和H’相具有嚴(yán)格平行的位

3、相關(guān)系，它們對(duì)應(yīng)的晶帶軸取向平行。通過(guò)分析對(duì)照兩者的[100]高分辨像，發(fā)現(xiàn)都具有平行四邊形的結(jié)構(gòu)塊，結(jié)構(gòu)塊的結(jié)點(diǎn)像點(diǎn)代表了二十面體的中心位置。它們的平行四邊形底邊大小一樣，另一邊是近似兩倍的關(guān)系。據(jù)此提出了H’相可能的結(jié)構(gòu)模型：它在<100>方向同樣由Ⅰ(2P)二十面體原子團(tuán)連接，[001]方向則是由Ⅰ(4F)二十面體原子團(tuán)連接。 借助于選區(qū)電子衍射、DSC、SEM 和粉末 X 射線衍射等手段，仔細(xì)研究了三元 Zn-Mg(<4

4、0at.％)-Y(<20at.％)合金系相圖，測(cè)定了600℃和500℃的等溫截面相圖和截面相圖上二十面體準(zhǔn)晶 i 相，六角(Zn，Mg)<,58>Y<,13>，H-(Zn，Mg)<,5>Y和Z-Zn<,6>Mg<,3>Y相的單相區(qū)。單相區(qū)表明四個(gè)相中Mg的含量都有一個(gè)較大范圍的浮動(dòng)。結(jié)構(gòu)上，可以認(rèn)為(Z,n,Mg)<,58>Y<,13>和H-(Zn,Mg)<,5>Y相分別是用Mg元素逐步取代二元的六角相Zn<,58>Y<,13>,Zn<

5、,5>Y相中的Zn元素得到，也就是說(shuō)，它們是對(duì)應(yīng)二元相的同構(gòu)體。此外，還通過(guò)SEM的方法分析了這四個(gè)相之間的轉(zhuǎn)變關(guān)系，并且在Zn-Mg-Ho/Er合金系中也發(fā)現(xiàn)有類似的反應(yīng)關(guān)系。 用選區(qū)電子衍射的方法，在Ag<,x>In<,x>Yb<,16-12>合金中依次發(fā)現(xiàn)了二十面體準(zhǔn)晶及其相應(yīng)的以τ<'2>、τ膨脹的2/1、1/1立方近似晶體相，并用單晶X光衍射的方法得到了2/1 近似晶體相的結(jié)構(gòu)模型。它的基本的結(jié)構(gòu)單元可以描述成多殼層的

6、、由102(1+12+(20+9)+60) 個(gè)原子構(gòu)成的偽Bergman原子團(tuán)。通常構(gòu)成準(zhǔn)晶的Bergman原子團(tuán)的四層依次是內(nèi)層小二十面體、五角十二面體、外層大二十面體和截頂二十面體(足球多面體)，相比較之下，在這個(gè)2/1近似晶體相結(jié)構(gòu)外層的大二十面體對(duì)稱的缺失了3個(gè)原子，破壞了結(jié)構(gòu)塊的二十面體對(duì)稱性。因此它的結(jié)構(gòu)單元與通常的105個(gè)原子或104個(gè)原子構(gòu)成的Bergman原子團(tuán)有所不同，這表明Ag-In-Yb合金中準(zhǔn)晶有著不同的結(jié)構(gòu)特