1. СТРОЕНИЕ ЖИДКОГО ЗОЛОТА
Золото - металл с плотной структурой предплавлеиия
Подавляющее большинство металлов имеет плотноупакованные структуры, такие как объемноцентрированная кубическая ОЦК (η — 0,68), гранецентрированная кубическая ГЦК (η = 0,74), гексагональная плотноупакованная ГПУ (η = 0,74) при идеальном соотношении параметров решетки с/а =1,633). Компактность упаковки атомов в золоте обусловлена сферической (или близкой к ней) симметрией взаимодействия остовов со свободными электронами. Вклад направленного взаимодействия, возникающего вследствие перекрытия орбиталей локализованных электронов или гибридизации волновых функций последних с функциями коллективизированных электронов, как правило, незначителен. Это позволяет в первом приближении рассматривать металлические кристаллы как регулярную упаковку сфер, обладающую дальним порядком. При плавлении таких металлов межатомное взаимодействие не претерпевает столь существенных изменений, как при плавлении рыхлых, хотя при исчезновении дальнего порядка атомное упорядочение изменяется.
При сопоставлении положения основного максимума структурного фактора S1 жидких ГЦК - металлов (например, Au) с абсциссами линий поликристаллических образцов выявилось совпадение значений S с наиболее интенсивным отражением ГЦК структуры металла с точностью до ~ 1%. Величина кратчайшего межатомного расстояния r1К в кристалле близка к абсциссе первого максимума ФРРА. Площадь под ним, равная в среднем <ZC> = 9 при симметричном и <Zaс> = 11 - при асимметричном выделении, также позволяет судить о сохранении плотной упаковки атомов в расплаве. Уменьшение координационного числа от 12 в ГЦК - кристалле до ~ 11 связывают обычно с увеличением при плавлении концентрации вакансий. На основании этих данных утверждается, что в расплаве реализуется упорядочение, отвечающее квазикристаллической модели жидких металлов.
1.2 Икосаэдрическая модель строения жидкого ГЦК – золота
Выбор икосаэдра в качестве первого координационного многогранника в жидких ГЦК - металлах обусловлен рядом обстоятельств. Прежде всего, сохранение высокого координационного числа, близкого к 12, после разрушения ГЦК - решетки находится в хорошем соответствии с 12 вершинами икосаэдра. Кроме того, размещение ближайших атомных соседей по вершинам икосаэдра приводит к нарушению регулярного окружения этой плотной упаковки соседями второго, третьего и последующих атомных слоев с дальним порядком и отвечает минимуму потенциальной энергии. Деформация кубооктаэдра, образующего ближайшее окружение атома в ГЦК - структуре, в икосаэдр невелика, и атомные смещения составляют доли кратчайшего межатомного расстояния.
Особенностей чередования координационных сфер, формирующихся вокруг икосаэдра, с учетом упаковки атомов в неправильные тетраэдры ( с ребрами r1¢ и r1 ), позволяет выделить последовательность межатомных расстояний, включающую оба мотива двухструктурной модели расплава. Результаты анализа РФРРА жидких золота с ГЦК - структурой предплавления сопоставлены с икосаэдрической моделью в таблице 1.
Таблица 1 – Характерные соотношения межатомных расстояний в жидком золоте с ГЦК – структурой предплавления, на основе икосаэдра.
Для металлических расплавов величина δr1 отклоняется от δr1 = 5,2% как в сторону меньших значений, так и больших, что свидетельствует о различиях ближнего порядка в них вблизи Тпл, несмотря на идентичность структуры предплавления. ............
