Nghiên cứu nhiệt động học trong XAFS của vật liệu pha tạp chất và lý thuyết nhiệt độ nóng chảy

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

1. CHƯƠNG 1: XAFS PHI ĐIỀU HÒA VÀ PHÉP KHAI TRIỂN CUMULANT

1.1. XAFS - hiệu ứng của trạng thái cuối giao thoa của quang điện tử. Ảnh Fourier của phổ XAFS

1.2. Các hiệu ứng nhiệt động trong XAFS và hệ số Debye-Waller

1.3. Các hiệu ứng tương quan và mối liên hệ với các hàm MSD, MSRD

1.4. Các cơ sở thực nghiệm của XAFS phi điều hòa

1.5. Khai triển cumulant và mô hình Einstein tương quan phi điều hòa

1.5.1. Khai triển cumulant

1.5.2. Mô hình Einstein tương quan phi điều hòa

1.5.3. XAFS phi điều hòa

2. CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP TÍNH THẾ TƯƠNG TÁC NGUYÊN TỬ HIỆU DỤNG VÀ CÁC THAM SỐ NHIỆT ĐỘNG CỦA VẬT LIỆU PHA TẠP CHẤT

2.1. Thế Morse và thế tương tác nguyên tử hiệu dụng của vật liệu pha tạp chứa một nguyên tử tạp chất (trong mỗi ô mạng cơ sở)

2.2. Thế tương tác nguyên tử hiệu dụng của vật liệu chứa số nguyên tử tạp chất bất kỳ (n nguyên tử trong mỗi ô mạng cơ sở)

2.3. Xây dựng các biểu thức giải tích và tính các cumulant trong XAFS của vật liệu chứa một nguyên tử tạp chất

2.4. Xây dựng các biểu thức giải tích và tính các cumulant trong XAFS của vật liệu chứa n nguyên tử tạp chất. Các kết quả tính số và thảo luận

3. CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG LÝ THUYẾT NHIỆT ĐỘNG HỌC MẠNG VỀ NHIỆT ĐỘ NÓNG CHẢY LINDEMANN VÀ ĐIỂM EUTECTIC CỦA CÁC HỢP KIM HAI THÀNH PHẦN

3.1. Các hợp kim, hợp kim hai thành phần và hợp kim Eutectic

3.2. Một số nghiên cứu về nhiệt độ nóng chảy

3.3. Nguyên lý nóng chảy Lindemann

3.4. Xây dựng phương pháp tính số nguyên tử của chất chủ và chất pha tạp trong ô mạng cơ sở của hợp kim hai thành phần. Áp dụng cho cấu trúc fcc và bcc

3.5. Xây dựng lý thuyết nhiệt động học mạng về đường cong nóng chảy, nhiệt độ nóng chảy Lindemann và điểm Eutectic của hợp kim hai thành phần có cùng cấu trúc

3.6. Các kết quả tính số đường cong nóng chảy, nhiệt độ nóng chảy, điểm Eutectic. So sánh với thực nghiệm và các lý thuyết khác

Phụ lục 1: Các ô mạng tinh thể và sự phân bố các nguyên tử trong ô mạng

Phụ lục 2: Thế tương tác nguyên tử và dao động mạng

Phụ lục 3: Tương tác phonon-phonon trong dao động mạng

Phụ lục 4: Phương pháp tính thế tương tác nguyên tử Morse

Phụ lục 5: Hàm thế tương tác cặp

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ TỪ TIẾNG ANH

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

KẾT LUẬN CHUNG

I. Nghiên cứu nhiệt động học trong XAFS

Nghiên cứu nhiệt động học trong XAFS của vật liệu pha tạp chất là một lĩnh vực quan trọng trong vật lý vật liệu. Phương pháp XAFS (X-ray Absorption Fine Structure) cho phép phân tích cấu trúc và các tham số nhiệt động của vật liệu. Các nghiên cứu này không chỉ giúp hiểu rõ hơn về cấu trúc của vật liệu mà còn cung cấp thông tin về các hiệu ứng vật lý khác nhau. Đặc biệt, việc áp dụng lý thuyết nhiệt động học vào nghiên cứu XAFS giúp xác định các tham số như nhiệt độ nóng chảy và điểm eutectic của hợp kim hai thành phần. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển các vật liệu mới và cải thiện tính chất của chúng.

1.1. Phương pháp XAFS và ứng dụng

Phương pháp XAFS đã được phát triển mạnh mẽ và ứng dụng rộng rãi trong nghiên cứu vật liệu. XAFS cung cấp thông tin chi tiết về cấu trúc tinh thể và các tham số nhiệt động của vật liệu. Các nghiên cứu cho thấy rằng XAFS không chỉ phù hợp với các vật liệu có cấu trúc trật tự mà còn rất hiệu quả trong việc nghiên cứu các vật liệu không trật tự và vật liệu có tạp chất. Điều này mở ra nhiều cơ hội cho việc nghiên cứu các hợp kim và vật liệu composite, từ đó giúp cải thiện tính chất và ứng dụng của chúng trong thực tiễn.

II. Tính toán và mô hình hóa nhiệt độ nóng chảy

Lý thuyết nhiệt độ nóng chảy Lindemann được áp dụng để xây dựng mô hình cho các hợp kim hai thành phần. Mô hình này cho phép tính toán nhiệt độ nóng chảy của hợp kim với tỷ lệ bất kỳ của các nguyên tố. Việc sử dụng mô hình Einstein tương quan phi điều hòa (ACEM) trong nghiên cứu XAFS phi điều hòa đã cho thấy sự phù hợp tốt với thực nghiệm. Các kết quả tính toán cho thấy rằng lý thuyết đã xây dựng có thể áp dụng cho nhiều loại hợp kim khác nhau, từ đó giúp đánh giá chính xác hơn về tính chất của chúng.

2.1. Đường cong nóng chảy và điểm eutectic

Đường cong nóng chảy và điểm eutectic của các hợp kim hai thành phần được xác định thông qua các biểu thức giải tích. Các nghiên cứu cho thấy rằng việc tính toán nhiệt độ nóng chảy không chỉ dựa vào tỷ lệ của các nguyên tố mà còn phụ thuộc vào cấu trúc tinh thể của hợp kim. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển các vật liệu mới với tính chất tối ưu. Các kết quả tính toán đã được so sánh với thực nghiệm và cho thấy sự phù hợp tốt, từ đó khẳng định giá trị của lý thuyết đã xây dựng.

III. Ý nghĩa và ứng dụng thực tiễn

Các nghiên cứu về nhiệt động học trong XAFS không chỉ có ý nghĩa lý thuyết mà còn mang lại nhiều ứng dụng thực tiễn. Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng trong ngành công nghệ vật liệu, giúp cải thiện tính chất của các hợp kim và vật liệu composite. Việc hiểu rõ hơn về các hiệu ứng vật lý trong vật liệu có tạp chất sẽ giúp các nhà khoa học phát triển các vật liệu mới với tính chất ưu việt hơn. Hơn nữa, các kết quả nghiên cứu đã được công bố trên các tạp chí khoa học quốc tế, cho thấy sự quan tâm và đánh giá cao từ cộng đồng khoa học.

3.1. Đóng góp cho ngành công nghệ vật liệu

Nghiên cứu này đã đóng góp vào việc phát triển lý thuyết và phương pháp nghiên cứu trong ngành công nghệ vật liệu. Các kết quả nghiên cứu không chỉ giúp hiểu rõ hơn về cấu trúc và tính chất của vật liệu mà còn mở ra hướng đi mới cho các nghiên cứu tiếp theo. Việc áp dụng lý thuyết nhiệt động học vào nghiên cứu XAFS sẽ giúp các nhà khoa học có thêm công cụ để phát triển các vật liệu mới, từ đó đáp ứng nhu cầu ngày càng cao trong công nghiệp và đời sống.

Nghiên cứu các tham số nhiệt động trong XAFS và lý thuyết nhiệt độ nóng chảy của vật liệu pha tạp chất