Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2022
Идентификатор DOI: 10.25712/ASTU.1811-1416.2022.01.013
Ключевые слова: martensitic transformations, Orientation relations, Pitch deformation, polar decomposition of the tensor, martensite nanocrystals, бериллиевая керамика, магнитный гистерезис, электронная структура, икосаэдрические кластеры
Аннотация: Известно, что введение в ВеО-керамику добавки TiO2 после термообработки в восстановительной атмосфере сопровождается значительным увеличением электропроводности и способностью поглощать электромагнитное излучение в широком диапазоне частот. До сих пор механизм этого влияния до конца не установлен. С использованием методов Лоренцевой электронной микроскопии в сканирующем электронном микроскопе, а также вибрационного магнитометра, установлено проявление ферромагнетизма. Такая особенность бериллиевой керамики способствует поглощению электромагнитной энергии в объемных образцах, содержащих наночастицы TiO2. Установлено, что присутствие наночастиц способствует формированию структуры перовскита в зонах спекания BeO + TiO2. В структуре перовскита возможна поляризация молекул за счет формирования поляронов, что приводят к деформации решетки и смещению атомов. В результате такого смещения происходит изменение ближнего порядка в структуре перовскита и к образованию икосаэдрической фазы из исходной фазы со структурой кубоктаэдра. Малый размер атома бериллия позволяет организоваться тетраэдрической плотной упаковке в форме икосаэдра из атомов кислорода вокруг центрального атома бериллия. В результате повышается атомная плотность и плотность электронных состояний на уровне Ферми. Предлагаются модели для объяснения причины появления ферромагнетизма и электропроводности, которые обнаружены в бериллиевой керамике. С помощью метода спин-поляризованных электронов проведены расчеты электронной структуры нанокластеров с различным ближним порядком. It is known that the introduction of TiO2 additives into BeO ceramics after heat treatment in a reducing atmosphere is accompanied by a significant increase in electrical conductivity and the ability to absorb electromagnetic radiation in a wide frequency range. Until now, the mechanism of this influence has not been fully established. Using the methods of Lorentzian electron microscopy in a scanning electron microscope, as well as a vibration magnetometer, the manifestation of ferromagnetism was established. This feature of beryllium ceramics promotes the absorption of electromagnetic energy in bulk samples containing TiO2 nanoparticles. It was found that the presence of nanoparticles promotes the formation of the perovskite structure in the BeO + TiO2 sintering zones. In the structure of perovskite, polarization of molecules is possible due to the formation of polarons, which leads to deformation of the lattice and displacement of atoms. As a result of this displacement, a change in the short-range order in the perovskite structure occurs and to the formation of an icosahedral phase from the initial phase with a cuboctahedral structure. The small size of the beryllium atom makes it possible to organize a tetrahedral close packing in the form of an icosahedron of oxygen atoms around the central beryllium atom. As a result, the atomic density and the density of electronic states at the Fermi level increase. Models are proposed to explain the reasons for the appearance of ferromagnetism and electrical conductivity found in beryllium ceramics. Using the spin-polarized electron method, the electronic structure of nanoclusters with different short-range orders has been calculated.
Журнал: Фундаментальные проблемы современного материаловедения
Выпуск журнала: Т. 19, № 1
Номера страниц: 115-124
ISSN журнала: 18111416
Место издания: Барнаул
Издатель: Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова, Сибирский государственный индустриальный университет, Томский государственный архитектурно-строительный университет, Алтайский государственный педагогический университет