Hỡnh 5.11 chỉ ra sự biến thiờn của thế năng trung bỡnh của nguyờn tử trong 106 bước động lực học phõn tử. Đối với tất cả cỏc loại nguyờn tử, thế năng trung bỡnh chỉ thăng giỏng quanh giỏ trị bóo hũa xỏc định. Hơn nữa việc ủ nhiệt tại 300K khụng làm thay đổi cỏc đặc trưng của hệ, hệ đạt trạng thỏi cõn bằng.
Như vậy trong chương này chỳng tụi đó chỉ ra được quỏ trỡnh tinh thể húa và cỏc dạng thự hỡnh của hạt nano FeB.
Về sự tinh thể húa: Ban đầu cỏc mầm nhỏ được hỡnh thành ngẫu nhiờn trong hạt nano. Cỏc mầm này khụng bền và nhanh chúng bị biến mất. Sau thời gian dài ủ nhiệt, một vài nguyờn tử tinh thể cú thời gian sống dài hơn, xuất hiện gần nhau tạo thành đỏm tinh thể. Trong khoảng thời gian này, vựng biờn của tinh thể cú đặc trưng đặc biệt. Thế năng trung bỡnh của cỏc nguyờn tử tinh thể biờn thỡ nhỏ hơn so sới thế năng của cỏc nguyờn tử vụ định hỡnh biờn và lớn hơn của cỏc nguyờn tử tinh thể vựng ngoài vựng biờn. Điều này dẫn đến sự phỏt triển nhanh chúng của đỏm tinh thể theo thời gian. Trong suốt quỏ trỡnh tinh thể húa, cỏc nguyờn tử B di chuyển ra khỏi vị trớ của cỏc nguyờn tử tinh thể Fe, và khuếch tỏn đến vựng biờn. Đối với mẫu Fe96B4, sự phỏt triển tinh thể dừng lại khi tỉ lệ của cỏc nguyờn tử B trong vựng biờn lớn hơn 0.15.
Về cỏc dạng thự hỡnh của hạt nano FeB: khụng giống với mẫu vụ định hỡnh, mẫu tinh thể và mẫu hỗn hợp bao gồm ba phần riờng biệt bao gồm: phần tinh thể Fe là tinh thể lập phương tõm khối và hai phần vụ định hỡnh ( phần vụ định hỡnh giàu nguyờn tử B và phần vụ định hỡnh với ớt nguyờn tử B). Cỏc phần này trong cỏc dạng thự hỡnh khỏc nhau thỡ khỏc nhau đỏng kể trong cấu trỳc địa phương, nồng độ B và năng lượng của cỏc loại nguyờn tử khỏc nhau.
KẾT LUẬN
Luận ỏn đó đạt được cỏc kết quả chớnh sau:
1/ Đó xõy dựng 8 mụ hỡnh ĐLHPT Fe lỏng và VĐH sử dụng thế tương tỏc Pak-Doyama phự hợp tốt với cỏc dữ liệu thực nghiệm về HPBXT. Xỏc định quỏ trỡnh chuyển pha thủy tinh của vật liệu sắt khối. Tỡm ra nhiệt độ chuyển pha thủy tinh dựa trờn việc tớnh toỏn tỉ số Wendt-Abraham, sự phụ thuộc của thế năng vào nhiệt độ và hệ số tương quan. Đưa ra khỏi niệm hai loại thăng giỏng mật độ địa phương và cơ chế khuếch tỏn thụng qua hai loại thăng giỏng:
• Vựng nhiệt độ cao: cả hai loại TGMĐĐP tỏc động lờn quỏ trỡnh khuếch tỏn, cơ chế khuếch tỏn giống trong chất lỏng.
• Vựng nhiệt độ thấp: khuếch tỏn chủ yếu bởi cỏc TGMĐĐP loại hai mà xảy ra tại cỏc vựng cú sai hỏng cấu trỳc. Cơ chế khuếch tỏn tương tự trong tinh thể.
2/ Xõy dựng 4 mẫu ĐLHPT cuả hạt nano Fe vụ định hinh ở cỏc nhiệt độ 300K, 700K, 800K và 900K. Xõy dựng được 4 mẫu hạt nano Fe ở 300K với cỏc nồng độ tinh thể khỏc nhau. Khảo sỏt được quỏ trỡnh tinh thể húa của hạt nano vụ định hỡnh khi ủ nhiệt cỏc mẫu. Nhận biết được quỏ trỡnh tinh thể húa của hạt nano Fe: thụng qua HPBXT, thế năng và số lượng cỏc nguyờn tử tinh thể. Quan sỏt được quỏ trỡnh tinh thể húa của hạt nano Fe thụng qua sự phõn bố khụng gian của cỏc nguyờn tử tinh thể, sự biến đổi số lượng cỏc nguyờn tử tinh thể trong cỏc vựng khỏc nhau của hạt nano. Cơ chế tinh thể húa của hạt nano Fe: tốc độ phỏt triển tinh thể theo quy luật hàm mũ, đỏm tinh thể cú xu hướng tiến đến dạng hỡnh cầu, cơ chế mầm với sự mọc mầm và tan ró của cỏc đỏm nhỏ được giải thớch thụng qua thế năng của cỏc loại nguyờn tử khỏc nhau. Mẫu hạt nano Fe tinh thể húa hoàn toàn bao gồm: phần lừi với cấu trỳc tinh thể và phần bề mặt với cấu trỳc vụ định hỡnh xốp.
3/ Xõy dựng được cỏc 3 mẫu hạt nano sắt lỏng với cỏc kớch thước khỏc nhau và mẫu sắt khối. Chỉ ra cơ chế tinh thể húa của mẫu nano Fe lỏng (bằng cả hai cỏch thực hiện quỏ trỡnh tinh thể húa là làm nguội và ủ nhiệt): cấu trỳc lỏng của hạt nano chuyển sang cấu trỳc tinh thể bcc thụng qua hai quỏ trỡnh: 1) chuyển từ cấu trỳc lỏng sang cấu trỳc hai mươi mặt; 2) chuyển từ cấu trỳc hai mươi mặt sang cấu trỳc tinh thể bcc. Vị trớ hỡnh thành cỏc cụm cấu trỳc hai mươi mặt phụ thuộc vào kớch thước của cỏc mẫu.
4/ Đó chỉ ra được quỏ trỡnh tinh thể húa và cỏc dạng thự hỡnh của hạt nano FeB.
✓ Về sự tinh thể húa: sự tạo thành tinh thể lập phương tõm khối Fe xảy ra khi mẫu vụ định hỡnh được ủ nhiệt tại 900K và nồng độ B là 2% và 4%. Ban đầu cỏc mầm nhỏ được hỡnh thành ngẫu nhiờn trong hạt nano. Cỏc mầm này khụng bền và nhanh chúng bị biến mất. Sau thời gian dài ủ nhiệt, một vài nguyờn tử tinh thể cú thời gian sống dài hơn, xuất hiện
gần nhau tạo thành đỏm tinh thể. Trong khoảng thời gian này, vựng biờn của tinh thể cú đặc trưng đặc biệt. Thế năng trung bỡnh của cỏc nguyờn tử tinh thể biờn thỡ nhỏ hơn so sới thế năng của cỏc nguyờn tử vụ định hỡnh biờn và lớn hơn của cỏc nguyờn tử tinh thể vựng ngoài vựng biờn. Điều này dẫn đến sự phỏt triển nhanh chúng của đỏm tinh thể theo thời gian. Trong suốt quỏ trỡnh tinh thể húa, cỏc nguyờn tử B di chuyển ra khỏi vị trớ của cỏc nguyờn tử tinh thể Fe, và khuếch tỏn đến vựng biờn. Đối với mẫu Fe96B4, sự phỏt triển tinh thể dừng lại khi tỉ lệ của cỏc nguyờn tử B trong vựng biờn lớn hơn 0.15.
✓ Về cỏc dạng thự hỡnh của hạt nano FeB: khụng giống với mẫu vụ định hỡnh, mẫu tinh thể và mẫu hỗn hợp bao gồm ba phần riờng biệt bao gồm: phần tinh thể Fe là tinh thể lập phương tõm khối và hai phần vụ định hỡnh ( phần vụ định hỡnh giàu nguyờn tử B và phần vụ định hỡnh với ớt nguyờn tử B). Cỏc phần này trong cỏc dạng thự hỡnh khỏc nhau thỡ khỏc nhau đỏng kể trong cấu trỳc địa phương, nồng độ B và năng lượng của cỏc loại nguyờn tử khỏc nhau.
Kết quả của luận ỏn đó được cụng bố trong 6 bài bỏo đăng trờn cỏc tạp chớ chuyờn ngành, kỷ yếu khoa học trong nước và quốc tế.
Kiến nghị hướng nghiờn cứu tiếp theo của luận ỏn
Hướng nghiờn cứu tiếp theo của luận ỏn là sẽ xỏc định được thời gian sống của cỏc pha trung gian trong quỏ trỡnh tinh thể húa của cỏc vật liệu nano và khối.