|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИПМех РАН |
||
Уточнение локальной структуры в системе корунд-эсколаит с помощью атомистических суперкомпьютерных расчетовтезисы доклада
- Авторы: Талис Р.А., Марченко Е.И., Еремин Н.Н.
- Сборник: IV-Всероссийская молодежная научная конференция "Минералы: строение, свойства, методы исследования". Екатеринбург, 2012, ISBN 978-5-94332-100-9, Сборник тезисов
- Тезисы
- Год издания: 2012
- Место издания: Екатеринбург
- Первая страница: 239
- Последняя страница: 240
- Аннотация: Одним из наиболее непростых вопросов для экспериментального изучения любого твердого раствора является вопрос о его реальной локальной структуре. В этой связи компьютерное моделирование позволяет существенно дополнить имеющуюся экспериментальную информацию. В системе корунд Al2O3 – эсколаит Cr2O3 при высоких температурах наблюдается непрерывный ряд твердых растворов замещения [Jacob; 1978], [Chatterjee et al.;1982]. Теоретическое исследование локальной структуры для эквимолярного состава (Al1.0,Cr1.0)O3, было осуществлено нами в 2008 г [Еремин и др.; 2008] Целью настоящего исследования было изучение изменения межатомных расстояний в первой координационной сфере во всем диапазоне составов твердого раствора. Также на этой системе исследовалось влияние размерности сверхячейки на результаты расчета и осуществлялось опробование новых версий авторских программ Binar и Gistogramma, модифицированных в 2011 г. [Талис и др.; 2011]. Для энергетической оптимизации промежуточных составов была выбрана сверхъячейка 8×8×2 со снятой нетрансляционной симметрией структурного типа корунда, содержащая 1536 катионов и 2304 атомов кислорода, в рамках которой были сконструированы оптимальные максимально неупорядоченные конфигурации с различным катионным соотношением. Поиск минимума энергии межатомного взаимодействия осуществлялся с помощью программы GULP 3.4.9 [Gale et al; 2003] на суперкомпьютере СКИФ «Чебышев» МГУ с использованием частично-ковалентной модели потенциалов из работы [Еремин и др.; 2008]. Результаты расчетов показали корректность функционирования новых версий программ BINAR и GISTOGRAMMA, а также слабое влияние размерности ячейки на результаты расчета. Так, расчет в рамках сверхячейки 4×4×1 [Еремин и др.; 2008] привел к значению параметра релаксации в хромовом октаэдре (Cr) = 46%, а по результатам настоящего расчета в существенно большей ячейке (Cr) = 47%. Отметим, что эта величина практически не зависит от состава твердого раствора (рис. 1). Все промежуточные точки на графике определялись усреднением всех соответствующих расстояний в сверхячейке. Были построены аппроксимирующие линии зависимости длин связи Al-O и Cr-O от состава твердого раствора, которые могут быть описаны следующими линейными уравнениями: R(Al-O), Å = 0.0483 x(Cr) + R0(Al-O), (1); R(Cr-O), Å = 0.0431 x(Cr) + R0(Cr-O) (2). Здесь R0(Cr-O)=1.9516Å является средним межатомным расстоянием Сr-O для изолированной примеси Cr в структуре корунда, а R0(Al-O) = 1.9128Å – расстояние Al-O для беспримесного корунда, соответственно. Проведен сравнительный анализ полученной величины (Cr) с ее теоретическими и экспериментальными оценками в других Cr-содержащих оксидных и силикатных изоморфных системах (шпинели, хризобериллы и гранаты). Полученное существенно меньшее значение (Cr) для системы корунд-эсколаит логично объясняется отсутствием в ней общих структурных единиц.
- Добавил в систему: Еремин Николай Николаевич