Формирование кластерных агрегатов с пентагональной симметрией в пластически деформированных образцах Ni51Ti49

Исследование особенностей структурно-фазовых превращений в сплаве с эффектом памяти формы Ni51Ti49, происходящих при пластических деформациях, является актуальным в связи с широким использованием сплавов системы «никель-титан» при изготовлении разнообразных изделий ракетно-космической и авиацион- ной техники. Проблема структурообразования в никелиде титана при пластической деформации является предметом широких дискуссий и нуждается в дополнительных исследованиях. Целью работы является иссле- дование микроструктуры линзовидных кристаллов, возникающих при пластической деформации образцов Ni51Ti49. Термически обработанные образцы сплава Ni51Ti49 подвергались статическому растяжению до разрыва. Растянутые образцы в области шейки утонялись и подготавливались с помощью ионного травления для исследования методами просвечивающей электронной микроскопии. Обнаружены линзовидные кристаллы с многочисленными экстинкционными контурами. На картинах дифракции электронов от линзовидных кристаллов обнаружена система рефлексов, соответствующих фазе с пентагональной осью симметрии. В результате расшифровки дифракционной картины выявлены матричная фаза В2 с параметром 3,01 Å, фаза с ГЦК-решеткой с параметром 3,68 Å, а также система рефлексов от примитивной кубической решетки с параметром 2,13 Å. На основании выполненного обзора по модульному представлению кристаллических структур предложена схема образования кластерного агрегата с пентагональной симметрией, позволяющая объяснить эксперимен- тальные результаты. ОЦК-решетка может быть описана как система, состоящая из 6 неправильных окта- эдров. ГЦК-решетка может быть представлена как комбинация одного правильного октаэдра, окруженного правильными тетраэдрами, связанными общими треугольными гранями. В работе связываются десять рефлексов от фазы с пентагональной симметрией, соответствующих d111 = 2,13 Å ГЦК-решетки, с набором кристаллических симплексов, образующих икосаэдр. Пентагональные элементы, которые мы наблюдаем в эксперименте, состоят из тетраэдрических кристаллических симплексов ГЦК-решетки, которыми вследствие небольших смещений атомов формируется кластерный агрегат с пен- тагональной симметрией. Продемонстрировано, как икосаэдрическая фаза с пентагональной симметрией, образованная из тетраэдрических симплексов ГЦК-решетки, может быть вписана в простой куб с соответ- ствующими параметрами. Представлены теоретические сведения, касающиеся особенности дифракционных методов исследования структуры, позволяющие описать наблюдаемые дифракционные картины, а также связать их с теоретиче- скими представлениям, предложенными в рамках кластерных моделей.