Анотація до роботи:

Самсонніков О.В. Структура дво- та трикомпонентних розплавів алюмінію з 3d-металами. Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.04 - фізична хімія. - Київський національний університет імені Тараса Шевченка.

Дисертація присвячена дослідженню дво- та трикомпонентних металічних розплавів з використанням реконструйованих з експериментальних даних тривимірних структурних моделей, отриманих методом оберненого Монте Карло і їх аналіз статистично-геометричним методом Вороного-Делоне.

Експериментально досліджено і проведено комплексний аналіз локальної атомної структури розплавів систем Al-(Ni,Co), Al-Ni-(Co,Fe). Характерною рисою всіх кривих СФ є наявність передпіку. Показано, що існування передпіку обумовлене впорядкованим розташуванням атомів перехідних металів у складі політетраедричних кластерів ікосаедричного типу. На прикладі рідких металів (Na, K, Al) проведено порівняння структурних моделей, отриманих методом RMC та молекулярної динаміки. Показано, що для лужних металів обидва методи дають практично рівноцінні результати, котрі узгоджуються з експериментальними даними. Для рідкого Al мають місце деякі розходження, які, однак, не є настільки суттєвими, щоб віддавати перевагу одному із методів моделювання.

1. Суттєво неадитивна залежність від концентрації структурних параметрів (R₁ та S₁) рідких сплавів Al-Co і Al-Ni обумовлена пріоритетністю взаємодії між атомами різного сорту, що визначає характер концентраційної залежності фізико-хімічних та термодинамічних властивостей розплавів.

2. Вперше встановлено існування особливостей параметрів локальної структури атомів у розплавах Al-Co і Al-Ni в області концентрацій схильних до утворення квазікристалічних фаз, що вказує на існування структурної спорідненості розплавів та квазікристалів.

3. Показано, що хімічний склад замкнутих політетраедричних кластерів в розплавах системи Al-Ni-Co, на відміну від розплавів Al-Ni-Fe, суттєво відрізняється від складу розплаву, що обумовлено конкуренцією між атомами нікелю та кобальту за входження в координаційне оточення атомів алюмінію, визначаючи більшу схильність розплавів Al-Ni-Co до утворення квазікристалічних фаз.

4. Існування передпіку на кривих структурного фактору вказує на існування середнього порядку в досліджених розплавах при переважаючому вмісті алюмінію, що обумовлено кореляцією у розташуванні атомів перехідних металів на відстанях 0,41-0,44 нм в складі пентагональних кілець, як структурних елементів політетраедричних кластерів. Однією з із основних причин зазначеної кореляції є сильна взаємодія між атомами алюмінію та перехідних металів.

5. Комплексний аналіз структурних моделей, отриманих методом молекулярної динаміки та оберненого Монте Карло показав, що для розплавів лужних металів (Na, K) обидва методи дають співпадаючі результати. Для рідкого алюмінію мають місце деякі відмінності у метричних та топологічних характеристиках МД- та RMC-моделей, котрі однак, не є настільки принциповими, щоб віддати перевагу перевагу одному із методів моделювання.

Основні результати дисертації опубліковано в таких роботах:

1. Казимиров В.П., Самсонников А.В., Сокольський В.Э., Роик А.С. Рентгенодифракционное исследование структуры расплавов Al-Ni //Металлы, 2006, №3, С.24-31.

Особистий вклад: здобувачем проведено експериментальне дослідження, моделювання і аналіз отриманих моделей структури розплавів системи Al-Ni.

2. Казимиров В.П., Самсонников А.В., Сокольський В.Э., Роик А. С. Рентгенодифракционное исследование структуры расплавов системы Al-Со // Ж.стр.химии, 2006, Т.47, №4, С. S157-S162.

Особистий вклад: здобувачем проведено експериментальне дослідження, моделювання і аналіз отриманих моделей структури розплавів системи Al-Со.

3. Самсонніков О.В., Казіміров В.П., Роїк О.С., Сокольський В.Е. Порівняльний аналіз структурних моделей рідких металів (Na, K, Al), одержаних методами молекулярної динаміки і зворотного Монте-Карло // УХЖ. – 2007. – Т.73, №11-12. – С. 30-35.

Особистий вклад: здобувачем було проведено моделювання структури рідких металів (Na, K, Al) на основі власних і запозичених з літератури кривих СФ методами оберненого Монте Карло і молекулярної динаміки. Отримано модельні криві парного розподілу атомів, які порівняно з експериментальними. Проведено детальний аналіз локального оточення атомів у розплавах і порівняно отримані результати для рідних методів моделювання.

4. Роїк О.С., Самсонніков О.В., Казіміров В.П. Молекулярна динаміка в моделюванні структури та властивостей рідких металів.// Фізико-хімія конденсованих систем і між фазних границь: Збірник наукових праць (до 100 – річчя кафедри фізичної хімії). – К.: Видавничо-поліграфічний центр “Київський університет”, 2005, Вип..2, С.108-112.

Особистий вклад: здобувачем було проведено моделювання структури рідких металів (Na, K). Отримано модельні криві парного розподілу атомів, які порівняно з експериментальними.

5. Kazimirov V.P., Sokolskii V.E., Samsonnikov O.V., Lisovenko S.M., Roik O. S. The structure of liquid Ni-Al and Ni-Al- Fe alloys // In book of Abstracts of 3^rd Intern. Conf. “Physics of Liquid Matter: Modern Problems”. – 2005. – Kyiv, Ukraine. – P. 31.

Особистий вклад: здобувачем проведено експериментальне дослідження, моделювання і аналіз отриманих моделей структури розплавів систем Al-Ni і Al-Со. Проведено порівняння отриманих результатів для двох систем.

6. Roik O.S., Samsonnikov O.V., Kazimirov V.P., Sokolskii V.E. The structure of liquid Co-Al alloys // In book of Abstracts of 3^rd Intern. Conf. “Physics of Liquid Matter: Modern Problems”. – 2005. – Kyiv, Ukraine. – P. 42.

Особистий вклад: здобувачем проведено експериментальне дослідження, моделювання і базовий аналіз отриманих моделей структури розплавів системи Al-Со.

7. Роик А. С., Самсонников А.В., Казимиров В.П., Сокольский В.Э., Лисовенко С.М. Экспериментальное и модельное исследование структуры бинарных расплавов Al-Ni и Al-Co // В сборнике тезисов докладов международной конференции "Современное материаловедение: достижения и проблемы". – 2005. – Киев. – С. 103-104.

Особистий вклад: здобувачем проведено експериментальне дослідження, моделювання і аналіз отриманих моделей структури розплавів систем Al-Ni і Al-Со. Проведено порівняння отриманих результатів для двох систем.

8. Самсонніков О.В., Роїк О.С. "Ікосаедральне впорядкування атомів у розплавах алюмінію" // У збірці тез доповідей Шостої всеукраїнської конференції студентів та аспірантів "Сучасні проблеми хімії". – 2005. – Київ. – С. 135.

Особистий вклад: здобувачем було проведено моделювання структури рідкого алюмінію. Отримано модельні криві парного розподілу атомів, які порівняно з експериментальними. Проведено детальний аналіз локального оточення атомів.

9. Казіміров В.П., Самсонніков О.В., Сокольський В.Е., Роик А. С. Рентгенодифракційне дослідження структури розплавів систем Al-Cо та Al-Ni // Теория и практика металлургии. – 2006. – №4-5. – С. 22-24

   Особистий вклад: здобувачем проведено експериментальне дослідження, моделювання і аналіз отриманих моделей структури розплавів систем Al-Ni і Al-Со. Проведено порівняння отриманих результатів для двох систем.

   10. Самсонніков О. В., Роїк О. С., Казиміров В. П., Сокольський В. Е. "Ренгенодифракційне дослідження структури розплавів системи Al-Ni" // У збірці тез доповідей Сьомої всеукраїнської конференції студентів та аспірантів "Сучасні проблеми хімії". – 2006. – Київ. – С. 204.

   Особистий вклад: здобувачем проведено експериментальне дослідження, моделювання і базовий аналіз отриманих моделей структури розплавів системи Al-Ni.

   11. Муратов О. С., Самсонніков О. В., Роїк О. С. Методи аналізу локальної атомної структури невпорядкованих систем // У збірці тез доповідей Восьмої всеукраїнської конференції студентів та аспірантів "Сучасні проблеми хімії". – 2007. – Київ. – С. 126.

   Особистий вклад: здобувачем було проведено моделювання структури рідкого алюмінію, нікелю і германію. Отримані моделі були проаналізовані методом Хонейката-Андерсена.

   12. Roik O. S., Samsonnikov O.V., Kazimirov V.P., Sokolskii V.E. Effectiveness of modeling liquid metals’ structures by molecular dynamics and reverse Monte Carlo methods // In book of Abstracts of international conference “Modern physical chemistry for advanced materials” (MCP’2007), devoted to the 100^th anniversary of the birth of Professor Nikolai Izmailov. – 2007. - Kharkiv, Ukraine. – P. 335-336. Особистий вклад: здобувачем було проведено моделювання структури рідких металів (Na, K, Al) на основі власних і запозичених з літератури кривих СФ методами оберненого монте Карло і молекулярної динаміки. Отримано модельні криві парного розподілу атомів, які порівняно з експериментальними. Проведено детальний аналіз локального оточення атомів у розплавах і порівняно отримані результати для рідних методів моделювання.

   13. Roik O. S., Samsonnikov O.V., Kazimirov V.P., Sokolskii V.E. Features of liquid Al-Ni and Al-Co alloys’ structures in the range of existence of quasicrystalline phases // In book of Abstracts of international conference “Modern physical chemistry for advanced materials” (MCP’2007), devoted to the 100^th anniversary of the birth of Professor Nikolai Izmailov. – 2007. - Kharkiv, Ukraine. – P. 147-148. Особистий вклад: здобувачем проведено експериментальне дослідження, моделювання і аналіз отриманих моделей структури розплавів систем Al-Ni і Al-Со. Проведено порівняння отриманих результатів для двох систем.