Nghiên cứu ảnh hưởng của nút khuyết lên tính chất nhiệt động của hợp kim xen kẽ AB với cấu trúc lập phương tâm khối dưới tác dụng của áp suất

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI NGUYỄN NGỌC LAN ANH NGHI£N CøU ¶NH HƯởNG CủA NúT KHUYếT LÊN TíNH CHấT NHIệT ĐộNG CủA HợP KIM XEN Kẽ AB VớI CấU TRúC lập ph-ơng tâm khối DƯớI TáC DụNG CủA áP SUấT Chuyờn ngnh: Vật lí lí thuyết vật lí tốn Mã số: 60 44 01 03 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT LÍ Ngƣời hƣớng n ho họ : PGS.TS NGUYỄN QUANG HỌC HÀ NỘI - 2017 LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy PGS.TS Nguyễn Quang Học nhiệt tình hướng dẫn, hỗ trợ tạo điều kiện cho suốt q trình làm luận văn thạc sĩ Tơi xin trân trọng cảm ơn thầy giáo, cô giáo Bộ mơn Vật lí lí thuyết, Khoa Vật lí Phịng Sau đại học, ĐHSP Hà Nội, bạn Lớp Cao học Vật lí lí thuyết K25 gia đình tạo điều kiện giúp đỡ để thực đề tài luận văn Hà Nội ngày 29 tháng năm 2017 Tá giả luận văn NGUYỄN NGỌC LAN ANH LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn mang tên “Nghiên cứu ảnh hưởng nút khuyết lên tính chất nhiệt động hợp kim xen kẽ AB với cấu trúc lập phương tâm khối tác dụng áp suất ” cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu trình bày luận án trung thực, đồng tác giả cho phép sử dụng chưa công bố cơng trình khác Hà Nội ngày 29 tháng năm 2017 Tá giả luận văn NGUYỄN NGỌC LAN ANH MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài .1 Mục đích nghiên cứu .3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận văn Phương pháp nghiên cứu Bố cục luận văn CHƢƠNG TỔNG QUAN .6 1.1 Hợp im hợp im xen ẽ 1.2 Khuyết tật nút huyết tinh thể 10 1.3.Cá phƣơng pháp thống ê hính nghiên ứu tính hất nhiệt động ủ hợp im xen ẽ 12 1.3.1 Phương pháp giả 12 1.3.2.Phương pháp phiếm hàm mật độ 17 1.3.3 Một số kết nghiên cứu hợp kim xen kẽ 20 1.4 Lý thuyết nút huyết ủ hợp im xen ẽ .22 1.4.1 Lý thuyết nút khuyết hợp kim xen kẽ với mạng LPTD nồng độ nguyên tử xen kẽ nhỏ 23 1.4.2 Lý thuyết nút khuyết hợp kim xen kẽ với mạng LPTD nồng độ nguyên tử xen kẽ tùy ý 25 1.4.3 Lý thuyết nút khuyết hợp kim xen kẽ với mạng LPTK .27 1.4.4 Lý thuyết nút khuyết hợp kim xen kẽ với mạng LGXC 28 1.4.5 Lý thuyết nút khuyết hợp kim xen kẽ với nguyên tử phi kim chiếm điểm đoạn thẳng nối hai nút mạng 29 1.5 Phƣơng pháp thống ê momen .31 1.5.1.Các công thức tổng quát mômen .32 1.5.2.Cơng thức tổng qt tính lượng tự 35 Kết luận hƣơng 36 CHƢƠNG CÁC ĐẠI LƢỢNG NHIỆT ĐỘNG CỦA HKXK AB LÝ TƢỞNG VÀ CÓ KHUYẾT TẬT VỚI CẤU TRÚC LPTK DƢỚI TÁC DỤNG CỦA ÁP SUẤT 37 2.1.Nồng độ nút huyết ân ủ HKXK AB ó huyết tật với ấu trú LPTK ƣới tá ụng ủ áp suất 37 2.2.Cá đại lƣợng nhiệt động ủ HKXK AB lý tƣởng ó huyết tật với ấu trú LPTK ƣới tá ụng ủ áp suất 39 2.2.1.Các đại lượng nhiệt động HKXK AB lý tưởng với cấu trúc LPTK tác dụng áp suất .39 2.2.2.Các đại lượng nhiệt động HKXK AB có khuyết tật với cấu trúc LPTK tác dụng áp suất 46 Kết luận hƣơng 51 CHƢƠNG ÁP DỤNG TÍNH SỐ ĐỐI VỚI TÍNH CHẤT NHIỆT ĐỘNG CỦA HKXK FeSi CĨ KHUYẾT TẬT DƢỚI TÁC DỤNG CỦA ÁP SUẤT 52 3.1.Thế tƣơng tá giữ nguyên tử HKXK 52 3.2.Xá định thông số ủ im loại hợp im xen ẽ 55 3.2.1.Các thông số kim loại 55 3.2.2.Các thông số hợp kim xen kẽ 57 3.2.3.Các bước tính số đại lượng nhiệt động HKXK AB có khuyết tật với cấu trúc LPTK tác dụng áp suất 60 3.3.Kết tính số đại lƣợng nhiệt động ủ HKXK FeSi lý tƣởng ó huyết tật với ấu trú LPTK ƣới tá ụng ủ áp suất 61 Kết luận hƣơng 82 KẾT LUẬN CHUNG 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO 85 DANH MỤC CÁC BẢNG SỐ Trang Bảng 3.1 Các thông số n-m vật liệu 54 Bảng 3.2 Các thông số n- m HKXK 55 Bảng 3.3 Nồng độ nút khuyết cân đại lượng nhiệt động HKXK Fe-Si lý tưởng có khuyết tật áp suất P= .61 Bảng 3.4 Nồng độ nút khuyết cân đại lượng nhiệt động HKXK Fe-Si lý tưởng có khuyết tật áp suất P= 30GPa 63 Bảng 3.5 Nồng độ nút khuyết cân đại lượng nhiệt động HKXK Fe-Si lý tưởng có khuyết tật áp suất P= 70GPa 65 Bảng 3.6 T (T ) Fe tính tốn theo PPTKMM theo thực nghiệm 81 Bảng 3.7 CP T  Fe tính tốn theo PPTKMM theo thực nghiệm 81 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT KL Kim loại HK Hợp kim HKTT Hợp kim thay HKXK Hợp kim xen kẽ PPTKMM Phương pháp thống kê mômen TN Thực nghiệm LPTK Lập phương tâm khối LPTD Lập phương tâm diện LGXC Lục giác xếp chặt SPTG Sóng phẳng trực giao NXB Nhà xuất ĐHSP Đại học Sư phạm ĐHQG Đại học Quốc gia KH&KT Khoa học Kỹ thuật GD Giáo dục DFT Lý thuyết phiếm hàm mật độ LDA Gần mật độ định xứ AB INITIO Từ nguyên lý DFPT Lý thuyết nhiễu loạn phiếm hàm mật độ PPWM Phương pháp sóng phẳng giả SCGFM Phương pháp hàm Green tự hợp MEAM Phương pháp nguyên tử nhúng biến dạng MD Động lực học phân tử CPA Gần kết hợp DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Trang Hợp kim thay hợp kim xen kẽ Hình 1.2 Sơ đồ chuyển pha sắt Hình 3.1 Đường cong tương tác hai hạt 54 Hình 3.2 ( ) T = 600K CSi  0, 1%, 3%, 5% HKXK FeSi 67 Hình 3.3 ( ) T = 600K P = 0, 30GPa, 70GPa HKXK FeSi 67 Hình 3.4 ( ) CSi= 5% P = 0, 30GPa, 70GPa HKXK FeSi 67 ( ) T = 600K CSi= 0, 5% HKXK FeSi lý tưởng ̅ Hình 3.5 có khuyết tật (lt: lý tưởng, kt: khuyết tật) 68 Hình 3.6 ̅ ( ) T = 1000K CSi = 0, 5% HKXK FeSi lý tưởng có khuyết tật 68 Hình 3.7 ̅ ( ) T = 600K P = 0, 30GPa, 70GPa HKXK FeSi lý tưởng có khuyết tật 68 Hình 3.8 ̅ ( ) T = 1000K P = 0, 30GPa, 70GPa HKXK FeSi lý tưởng có khuyết tật 68 Hình 3.9 ̅ ( ) CSi = 5% P = 0, 30GPa, 70GPa HKXK FeSi lý tưởng có khuyết tật 69 Hình 3.10 ( ) T = 600K CSi = 0, 5% HKXK FeSi lý tưởng có khuyết tật .69 Hình 3.11 ( ) T = 1000K CSi = 0, 5% HKXK FeSi lý tưởng có khuyết tật 69 Hình 3.12 ( ) T = 600K P = 0, 30GPa, 70GPa HKXK FeSi lý tưởng có khuyết tật 70 Hình 3.13 ( ) T = 1000K P = 0, 30GPa, 70GPa HKXK FeSi lý tưởng có khuyết tật 70 Hình 3.14 ( ) CSi = 5% P = 0, 30GPa, 70GPa HKXK FeSi lý tưởng có khuyết tật 70 Hình 3.15 ( ) T = 600K CSi = 0, 5% HKXK FeSi lý tưởng có khuyết tật .71 Hình 3.16 ( ) T = 1000K CSi = 0, 5% HKXK FeSi lý tưởng có khuyết tật 71 Hình 3.17 ( ) T = 600K P = 0, 30GPa, 70GPa HKXK FeSi lý tưởng có khuyết tật 71 Hình 3.18 ( ) T = 1000K P = 0, 30GPa, 70GPa HKXK FeSi lý tưởng có khuyết tật 71 Hình 3.19 ( ) CSi = 5% P = 0, 30GPa, 70GPa HKXK FeSi lý tưởng có khuyết tật 72 Hình 3.20 ( ) T = 600K CSi = 0, 5% HKXK FeSi lý tưởng có khuyết tật .72 Hình 3.21 ( ) T = 1000K CSi = 0, 5% HKXK FeSi lý tưởng có khuyết tật .72 Hình 3.22 ( ) T = 600K P = 0, 30GPa, 70GPa HKXK FeSi lý tưởng có khuyết tật 73 Hình 3.23 ( ) T = 1000K P = 0, 30GPa, 70GPa HKXK FeSi lý tưởng có khuyết tật 73 Hình 3.24 ( ) CSi = 5% P = 0, 30GPa, 70 GPa HKXK FeSi lý tưởng có khuyết tật 73 Hình 3.25 ( ) T = 600K CSi = 0, 5% HKXK FeSi lý tưởng có khuyết tật .74 Hình 3.26 ( ) T = 1000K CSi = 0, 5% HKXK FeSi lý tưởng có khuyết tật 74 Hình 3.27 ( ) T = 600K P = 0, 30Gpa, 70GPa HKXK FeSi lý tưởng có khuyết tật 74 Hình 3.28 ( ) T = 1000K P = 0, 30GPa, 70GPa HKXK FeSi lý tưởng có khuyết tật 74 Hình 3.29 ( )ở CSi = 5% P = 0, 30 GPa, 70 GPa HKXK FeSi lý tưởng có khuyết tật 75 Hình 3.30 ( ) T = 600K CSi = 0, 5% HKXK FeSi lý tưởng có khuyết tật .75 Hình 3.31 ( )ở T = 1000K CSi = 0, 5% HKXK FeSi lý tưởng có khuyết tật .75 Hình 3.32 ( ) T = 600K P = 0, 30GPa, 70GPa HKXK FeSi lý tưởng có khuyết tật 76 Hình 3.33 ( ) T = 1000K P = 0, 30GPa, 70GPa HKXK FeSi lý tưởng có khuyết tật 76 Hình 3.34 ( )ở CSi = 5%, P = 0, 30GPa, 70GPa HKXK FeSi lý tưởng có khuyết tật 76 Hình 3.35 ( ) T = 600K CSi = 0, 5% HKXK FeSi lý tưởng có khuyết tật .77 Hình 3.36 ( ) T = 1000K CSi = 0, 5% HKXK FeSi lý tưởng có khuyết tật .77 Hình 3.37 ( ) T = 600K P = 0, 30GPa,70GPa HKXK FeSi lý tưởng có khuyết tật 77 Hình 3.38 ( ) T = 1000K P = 0, 30GPa,70GPa HKXK FeSi lý tưởng có khuyết tật 77 Hình 3.39 ( ) CSi = 5% P = 0, 30GPa, 70GPa HKXK FeSi lý tưởng có khuyết tật 78 Hình 3.40 ( ) T = 600K CSi = 0, 5% HKXK FeSi lý tưởng có khuyết tật .78 Hình 3.41 ( ) T = 1000K CSi = 0, 5% HKXK FeSi lý tưởng có khuyết tật .78 Hình 3.42 ( ) T = 600K P = 0, 30GPa, 70GPa HKXK FeSi lý tưởng có khuyết tật 79 Hình 3.43 ( ) T = 1000K P = 0, 30GPa, 70GPa HKXK FeSi lý tưởng có khuyết tật 79 Hình 3.44 ( ) CSi = 5% P = 0, 30GPa, 70GPa HKXK FeSi lý tưởng có khuyết tật .79 Hình 3.45 T T  vùng nhiệt độ cao Fe lý tưởng theo thực nghiệm theo PPTKMM Fe có khuyết tật theo PPTKMM (lt: lý tưởng, kt: khuyết tật) 81 Hình 3.22 ( ) T = 600K P = 0, Hình 3.23 ( ) T = 1000K P = 30GPa, 70GPa HKXK FeSi lý 0, 30GPa, 70GPa HKXK FeSi tưởng có khuyết tật lý tưởng có khuyết tật ( ) CSi = % P = 0, 30 GPa, 70 GPa HKXK FeSi lý tưởng có khuyết tật Hình 3.24 73 30 35 CV lt - % CV kt - % CV lt - % CV kt - % 29 33 CV(P)(J/mol.K) 28 CV(P)(J/mol.K) CV lt - % CV kt - % CV lt - % CV kt - % 34 27 32 31 30 29 26 28 25 27 10 20 30 40 50 60 70 10 20 P(GPa) 40 50 60 70 P(GPa) ( ) T = 600K CSi = 0, Hình 3.26 Hình 3.25 30 ( ) T = 1000K CSi 5% HKXK FeSi lý tưởng có = 0, 5% HKXK FeSi lý tưởng khuyết tật có khuyết tật 29.5 29.0 28.5 lt - GPa kt - GPa lt - 30 GPa kt - 30 GPa lt - 70 GPa kt - 70 GPa CV(C)(J/mol.K) 28.0 27.5 27.0 26.5 26.0 25.5 25.0 CSi(%) Hình 3.27 ( ) T = 600K P = 0, Hình 3.28 ( ) T = 1000K P = 30Gpa, 70GPa HKXK FeSi lý 0, 30GPa, 70GPa HKXK FeSi tưởng có khuyết tật lý tưởng có khuyết tật 74 ( ) CSi = 5% P = 0, 30GPa, 70GPa HKXK FeSi lý tưởng có khuyết tật Hình 3.29 32 40 CP lt - % CP kt - % CP lt - % CP kt - % 31 38 30 36 CP(P)(J/mol.K) CP(P)(J/mol.K) CP lt - % CP kt - % CP lt - % CP kt - % 29 28 34 32 27 30 26 28 25 10 20 30 40 50 60 70 10 20 P(GPa) Hình 3.30 30 40 50 60 70 P(GPa) ( ) T = 600K CSi = 0, Hình 3.31 ( ) T = 1000K CSi 5% HKXK FeSi lý tưởng có = 0, 5% HKXK FeSi lý tưởng khuyết tật có khuyết tật 75 Hình 3.32 ( ) T = 600K P = 0, Hình 3.33 ( ) T = 1000K P = 30GPa, 70GPa HKXK FeSi lý 0, 30GPa, 70GPa HKXK FeSi tưởng có khuyết tật lý tưởng có khuyết tật ( ) CSi = 5%, P = 0, 30GPa, 70GPa HKXK FeSi lý tưởng có khuyết tật Hình 3.34 76 5,0 S lt - % S kt - % S lt - % S kt - % 4,0 3,5 4,0 3,5 2,5 -12 -12 -1 -1 S(P)(10 Pa ) 3,0 S(P)(10 Pa ) S lt - % S kt - % S lt - % S kt - % 4,5 2,0 1,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 1,0 10 20 30 40 50 60 70 10 20 40 50 60 70 P(GPa) P(GPa) Hình 3.35 30 ( ) T = 600K CSi = 0, Hình 3.36 ( ) T = 1000K CSi 5% HKXK FeSi lý tưởng có = 0, 5% HKXK FeSi lý tưởng khuyết tật Hình 3.37 có khuyết tật ( ) T = 600K P = 0, Hình 3.38 ( ) T = 1000K P 30GPa,70GPa HKXK FeSi lý = 0, 30GPa,70GPa HKXK FeSi tưởng có khuyết tật lý tưởng có khuyết tật 77 Hình 3.39 ( ) CSi = % P = 0, 30GPa, 70GPa HKXK FeSi lý tưởng có khuyết tật 70 48 S lt - % S kt - % S lt - % S kt - % 45 65 60 S(P)(J/K) 42 S(P)(J/K) S lt - % S kt - % S lt - % S kt - % 39 55 36 50 33 45 30 10 20 30 40 50 60 70 10 20 P(GPa) 30 40 50 60 70 P(GPa) Hình 3.40 ( ) T = 600K CSi = 0, Hình 3.41 ( ) T = 1000K CSi 5% HKXK FeSi lý tưởng có = 0, 5% HKXK FeSi lý tưởng khuyết tật có khuyết tật 78 Hình 3.42 ( ) T = 600K P = 0, Hình 3.43 ( ) T = 1000K P = 30GPa, 70GPa HKXK FeSi lý 0, 30GPa, 70GPa HKXK FeSi tưởng có khuyết tật lý tưởng có khuyết tật Hình 3.44 ( ) CSi = 5% P = 0, 30GPa, 70GPa HKXK FeSi lý tưởng có khuyết tật Bằng PPTKMM giả thiết mơ hình khuyết tật điểm nút HKXK Fe-Si, thu kết bảng từ Bảng 3.3 đến Bảng 3.5 hình vẽ từ Hình 3.2 đến Hình 3.44 Theo kết tính số thu được, áp suất không đổi khoảng lân cận gần trung bình ̅̅̅̅̅ nguyên tử Fe HKXK Fe-Si có khuyết tật tăng 79 nồng độ nguyên tử xen kẽ CSi nhiệt độ T tăng nhỏ so với trường hợp HKXK Fe-Si lý tưởng (giảm cỡ 0,35%) Ở áp suất nồng độ nguyên từ xen kẽ tăng nhiệt độ nồng độ nút khuyết cân HKXK FeSi tăng lên Ở gần nhiệt độ nóng chảy HKXK FeSi nồng độ nút khuyết cân nv lớn Chính nồng độ nút khuyết cân nv bé nhiệt độ thấp nên tính chất nhiệt động HKXK Fe-Si có khuyết tật khơng bị ảnh hưởng đáng kể tương tự trường hợp HKXK Fe-Si lý tưởng Tùy theo đại lượng nhiệt động khác mà ảnh hưởng nồng độ nút khuyết cân khác Cụ thể áp suất nồng độ nguyên tử xen kẽ, tăng nhiệt độ từ 600 đến 1000K nồng độ nút khuyết cân tăng lên đại lượng nhiệt động thay đổi sau Hệ số nén đẳng nhiệt χT giảm cỡ 0,2% Môđun đàn hồi đẳng nhiệt BT tăng cỡ 0,2% Hệ số dãn nở nhiệt αT tăng cỡ 0,5% Nhiệt dung đẳng tích CV nhiệt dung đẳng áp CP tăng không đáng kể Hệ số nén đoạn nhiệt χS giảm cỡ 0,3% Entrôpi S tăng không đáng kể Ở áp suất nhiệt độ tăng nồng độ nguyên tử xen kẽ khoảng lân gần trung bình, mơđun đàn hồi đẳng nhiệt đoạn nhiệt tăng lên nồng độ nút khuyết cân bằng, hệ số nén đẳng nhiệt đoạn nhiệt, nhiệt dung đẳng tích đẳng áp, entrôpi giảm Ở nhiệt độ nồng độ nguyên tử xen kẽ tăng áp suất nồng độ nút khuyết cân bằng, môđun đàn hồi đẳng nhiệt đoạn nhiệt tăng lên khoảng lân cận gần trung bình, hệ số nén đẳng nhiệt đoạn nhiệt, hệ số dãn nở nhiệt, nhiệt dung đẳng tích đẳng áp, entrơpi giảm Kết tính số hệ số dãn nở nhiệt khoảng từ 600K đến 1000K nhiệt dung đẳng áp khoảng từ 600K đến 800K Fe lý tưởng có khuyết tật tính theo theo PPTKMM phù hợp tốt với thực nghiệm [29] 80 Bảng 3.6 T (T ) Fe tính tốn theo PPTKMM theo thực nghiệm [29] T(K) T 10 T 10 6 6 K K 600 700 800 900 1000  -PPTKMM (lý tưởng) 15,37 16,12 16,89 17,72 18,61  -PPTKMM (khuyết tật) 15,41 16,17 16,94 17,77 18,67 15,5 16,3 16,6 17,9 19,2 1 1 T 10 6 K 1  -TN Bảng 3.7 CP T  Fe tính toán theo PPTKMM theo thực nghiệm [29] 600 700 800 CP  J/mol.K  -PPTKMM (lý tưởng) 31,31 32,97 34,70 CP  J/mol.K  -PPTKMM (khuyết tật) 31,30 32,96 34,69 CP  J/mol.K  -TN 32,08 34,62 37,92 T(K) Hình 3.45 T T  vùng nhiệt độ 19.5 19.0 18.5 cao Fe lý tưởng theo thực Fe có khuyết tật theo 18.0 -1 17.5 -6 T (10 K ) nghiệm [29] theo PPTKMM T KL T HKXK lt T HKXK kt 17.0 16.5 16.0 PPTKMM (lt: lý tưởng, kt: khuyết 15.5 15.0 600 tật) 700 800 900 1000 T (K) Như vậy, nồng độ hạt xen kẽ không, ảnh hưởng nồng độ nút khuyết cân bằng, kết phụ thuộc hệ số dãn nở nhiệt nhiệt dung đẳng áp vào nhiệt độ kim loại Fe có khuyết tật PPTKMM gần với số liệu thực nghiệm so với trường hợp kim loại Fe lý tưởng theo PPTKMM (sai số so với thực nghiệm nhỏ 10%) 81 Kết luận hƣơng Chương áp dụng kết lý thuyết chương để tính số đại lượng nhiệt động HKXK FeSi có khuyết tật sử dụng tương tác cặp n-m phương pháp cầu phối vị Các kết tính tốn trình bày bảng số liệu minh họa 44 đồ thị cụ thể Các kết tính toán cho đại lượng nhiệt động hợp kim tính đến nút khuyết phù hợp với kết tính tốn hợp kim lý tưởng (khơng có nút khuyết) Trong trường hợp nồng độ nguyên tử xen kẽ dần tới không, ta thu đại lượng nhiệt động Fe có khuyết tật gần với thực nghiệm so với trường hợp khơng tính đến ảnh hưởng nút khuyết (tinh thể lý tưởng) Đó sở để chứng tỏ kết tính tốn tính chất nhiệt động HKXK FeSi có khuyết tật phù hợp Đối với HKXK FeSi có khuyết tật, nồng độ nút khuyết cân tăng theo nhiệt độ giảm nồng độ nguyên tử xen kẽ tăng Dưới ảnh hưởng nồng độ nút khuyết cân bằng, đại lượng nhiệt động HKXK có khuyết tật giữ ngun tính chất trường hợp lý tưởng Tuy nhiên giá trị chúng có thay đổi định so với trường hợp lý tưởng Cụ thể áp suất nồng độ nguyên tử xen kẽ tăng nhiệt độ từ 600K đến 1000K giá trị hệ số dãn nở nhiệt, hệ số nén đẳng nhiệt đoạn nhiệt, nhiệt dung đẳng tích entropi tăng so với trường hợp lý tưởng (tăng khoảng từ 0,001% đến 0.5% tùy đại lượng), giá trị môđun đàn hồi đẳng nhiệt nhiệt dung đẳng áp giảm so với trường hợp lý tưởng, đặc biệt giá trị nhiệt dung đẳng áp giảm không đáng kể so với trường hợp lý tưởng (giảm 0,1%) Ở áp suất nhiệt độ tăng nồng độ nguyên tử xen kẽ khoảng lân gần trung bình, mơđun đàn hồi đẳng nhiệt đoạn nhiệt tăng lên nồng độ nút khuyết cân bằng, hệ số nén đẳng nhiệt đoạn nhiệt, nhiệt dung đẳng tích đẳng áp, entrôpi giảm Ở nhiệt độ nồng độ nguyên tử xen kẽ tăng áp suất nồng độ nút khuyết cân bằng, môđun đàn hồi đẳng nhiệt đoạn nhiệt tăng lên khoảng lân cận gần trung bình, hệ số nén đẳng nhiệt đoạn nhiệt, hệ số dãn nở nhiệt, nhiệt dung đẳng tích đẳng áp, entrơpi giảm 82 KẾT LUẬN CHUNG Trong luận văn này, chúng tơi hồn thiện phát triển PPTKMM vào nghiên cứu tính chất nhiệt động HKXK AB có khuyết tật với cấu trúc LPTK tác dụng áp suất Các kết luận văn bao gồm: Xây dựng biểu thức giải tích khoảng lân cận gần trung bình, nịng độ nút khuyết cân đại lượng nhiệt động lượng tự do, lượng, hệ số nén đẳng nhiệt đoạn nhiệt, môđun đàn hồi đẳng nhiệt đoạn nhiệt, hệ số dãn nở nhiệt, nhiệt dung đẳng tích đẳng áp, entrôpi phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất, nồng độ nguyên tử xen kẽ nồng độ nút khuyết cân HKXK AB có khuyết tật với cấu trúc LPTK Khi nồng độ nút khuyết cân bằng không, đại lượng nhiệt động HKXK AB có khuyết tật trở thành đại lượng nhiệt động HKXK AB lý tưởng Khi nồng độ nguyên tử xen kẽ không, đại lượng nhiệt động HKXK AB có khuyết tật trở thành đại lượng nhiệt động kim loại A có khuyết tật Đây kết lý thuyết lần công bố Áp dụng kết lý thuyết để tính số đại lượng nhiệt động HKXK FeSi có khuyết tật với cấu trúc LPTK sử dụng tương tác cặp nm ba cầu phối vị Các kết tính tốn chứng tỏ ảnh hưởng nhiệt độ, áp suất, nồng độ nguyên tử xen kẽ nồng độ nút khuyết cân lên tính chất nhiệt động HKXK có khuyết tật Khi nồng độ nút khuyết cân bằng không, đại lượng nhiệt động HKXK FeSi có khuyết tật trở thành đại lượng nhiệt động HKXK FeSi lý tưởng Khi nồng độ nguyên tử xen kẽ không, đại lượng nhiệt động HKXK FeSi có khuyết tật trở thành đại lượng nhiệt động kim loại Fe có khuyết tật Kết tính số hệ số dãn nở nhiệt khoảng nhiệt độ từ 600K đến 1000K nhiệt dung đẳng áp khoảng nhiệt độ từ 600K đến 800K Fe lý tưởng Fe có khuyết tật theo PPTKMM phù hợp tốt với thực nghiệm Kết tính tốn tính đến khuyết tật gần với thực nghiệm hợn so với kết tính tốn khơng tính đến khuyết tật Sự phụ thuộc nhiệt độ, áp suất nồng độ nguyên tử xen kẽ đại lượng nhiệt 83 động HKXK FeSi có khuyết tật giống HKXK FeSi lý tưởng Các biểu thức tính đại lượng nhiệt động thu PPMM kể đến đóng góp hiệu ứng phi điều hịa dao động mạng tinh thể trình bày luận văn có dạng giải tích dễ dàng tính số Các kết thu tính chất nhiệt động HKXK AB có khuyết tật với cấu trúc LPTK luận văn cho phép nghiên cứu tính chất nhiệt động HKXK AB có khuyết tật với cấu trúc LPTK khác FeSi, nghiên cứu tính chất nhiệt động HKXK AB có khuyết tật với cấu trúc LPTD LGXC, nghiên cứu tính chất nhiệt động đàn hồi HKXK ABC có khuyết tật với cấu trúc LPTK, LPTD, LGXC,… Một phần nội dung luận văn công bố báo đăng Tạp chí Khoa học ĐHSPHN năm 2017 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT Phạm Thị Minh Hạnh (1998) Nghiên cứu tính chất nhiệt động hợp kim có khuyết tật, Luận văn ThS Trường ĐHSP Hà Nội Hồ Thị Thu Hiền (2009) Nghiên cứu biến dạng đàn hồi hợp kim ba thành phần Luận văn ThS Trường ĐHSP Hà Nội Nguyễn Thị Thu Hiền (2009) Nghiên cứu tính chất đàn hồi hợp kim xen kẽ Luận văn ThS Trường ĐHSP Hà Nội Nguyễn Thị Hòa (2007) Nghiên cứu biến dạng đàn hồi phi tuyến q trình truyền sóng đàn hồi kim loại, hợp kim phương pháp thống kê mômen Luận án TS Trường ĐHSP Hà Nội Nguyễn Quang Học (1994) Một số tính chất nhiệt động tinh thể phân tử tinh thể kim loại Luận án TS Trường ĐHSP Hà Nội Vũ Văn Hùng (2009) Phương pháp thống kê mơmen nghiên cứu tính chất nhiệt động đàn hồi tinh thể NXB ĐHSP Hà Nội Vũ Văn Hùng (1990) Phương pháp mômen nghiên cứu tính chất nhiệt động tinh thể lập phương tâm diện lập phương tâm khối Luận án TS Toán Lý Đại Học Tổng Hợp Hà Nội Phạm Đình Tám (1999) Nghiên cứu tính chất nhiệt động hợp kim thay AB có cấu trúc LPTD LPTK PPTKMM Luận án TS Trường ĐHSP Hà Nội Đinh Thị Thanh Thủy (2014) Nghiên cứu tính chất nhiệt động hợp kim xen kẽ AB cấu trúc lập phương tâm khối phương pháp thống kê mômen Luận văn ThS Trường ĐHSP Hà Nội 10 Lương Xuân Phương (2016), Nghiên cứu ảnh hưởng nút khuyết lên tính chất nhiệt động hợp kim xen kẽ AB với cấu trúc LPTK Luận văn ThS Trường ĐHSP Hà Nội 85 TIẾNG ANH 11 Ackland G J Bacon D J Calder A F Harry T (1997) Computer simulation of point defect properties in dilute Fe-Cu alloy using a many-body interatomic potential Philosophical Magazine AVol 75.No.3 12 Alefeld G Völkl J (Ed) (1978) Hydrogen in Metals Springer Berlin Vol 1; ibid Vol 13 Alfe D Price G.D Gillan M.J (2002) Iron under Earth’s core conditions: Liquid-state thermodynamics and high-pressure melting curve from ab initio calculations Phys Rev B Vol.65 p.165118 14 Alonso J.A Santos E (1977) Semi – statistical model for metal J Phys Chem Solids Vol.38 No.3 p.307 15 Antonov V.E Belash J.T Ponyatovski E.G (1982) Script Met.16 p.203 16 Belash J.T Antonov V E Ponyatovski (1980) Phys Met Metall 47 p.114 17 Fukai Y (1993) The Metal-Hydrogen System Springer Berlin 18 Korzhavyi P A Abrikosov I A Johansson B A V Ruban A V Skriver H L.(1999) First-principles calculations of the vacancy formation energy in transitionand noble metals Phys Rev B Vol.59 p.11693 19 Lau T T Först C J Lin X Gale J D Yip S Van Vliet K J (2007) ManyBody Potential for Point Defect Clusters in Fe-C Alloys Phys Rev Lett Vol.98 p.215501 20 Li M (2000) Defect-induced topological order-to-disorder transitions in twodimensional binary substitutional solid solutions: A molecular dynamics study Phys Rev B Vol 62 p.13979 21 Liyanage L S I Kim S-G Houze J Kim S Tschopp M A Baskes M I Horstemeyer M F (2014) Structural elastic and thermal properties of cementite (Fe3C) calculated using a modified embedded atom method Phys Rev B Vol.89 p.094102 22 Lomer W M (1958), Vacancy and other defects in metals and alloys, London 23 Magyari-Köpe B Grimvall G Vitos L (2002) Elastic anomalies in Ag-Zn alloys Phys Rev B Vol.66 p.064210 86 24 Phillips J.C Kleinman L (1959) New method for calculating wave function in crgstals and molecules.Phys Rev Vol.116 No.2 p 287 25 Ponyatovski G Antonov V.E J T Belash J.T (1994) in Problems in Solisd State Physics ed A M Prokhorov and A S Prokhorov Mir Moscow 26 P.K Leung, J.G Wight (1974), Structural investigations of amorphous transition element films,Philosophical Magazine 30 (1),185- 194 27 P.K Leung, J.G Wight (1974), Structural investigations of amorphous transition element films, Philosophical Magazine 30( 5),995-1008 28 Xie J De Gironcoli S Baroni S Scheffler M (1999) First-principles calculation of the thermal properties of silver Phys Rev B Vol.59 p.965 29 Schlapbach L (Ed.) (1988 1992) Hydrogen in Intermetallic compounds Springer Berlin Vol 1; ibid Springer Berlin Vol 30 Suzuki T Akimoto S Fukai Y (1984) Phys Earth Planet Inter.36 p.135 31 Pearson W B (1958) A Handbook of Lattice Spacings of Metals and Alloys Pergamon New York 87 ... đoan luận văn mang tên ? ?Nghiên cứu ảnh hưởng nút khuyết lên tính chất nhiệt động hợp kim xen kẽ AB với cấu trúc lập phương tâm khối tác dụng áp suất ” công trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu... nghiên cứu tính chất nhiệt động hợp kim xen kẽ AB lý tưởng với cấu trúc LPTK luận văn ThS Đinh Thị Thanh Thủy (2015)[9], nghiên cứu ảnh hưởng nút khuyết lên tính chất nhiệt động hợp kim xen kẽ. .. chất nhiệt động hợp kim xen kẽ AB với cấu trúc LPTK tác dụng áp suất PPTKMM vấn đề bỏ ngỏ Xuất phát từ lý nêu trên, lựa chọn đề tài nghiên cứu ? ?Nghiên cứu ảnh hưởng nút khuyết lên tính chất nhiệt