«Наука в Сибири» УНИКАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА
|
Квазикристалл сплава алюминия, меди и железа, образовавшийся в процессе самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. |
В то время это сообщение вызвало революцию в кристаллографии, поскольку, согласно одному из основных её постулатов, кристаллы могут иметь оси симметрии только 1, 2, 3, 4 и
Открытая Шехтманом фаза также не могла быть отнесена к аморфным веществам, у которых наблюдается только ближнее упорядочение атомов и нет трансляционной симметрии. На дифракционных картинах полученной фазы
Был создан математический аппарат для описания структуры таких фаз, получивших название икосаэдрических фаз или квазикристаллов. Последовавшие за открытием Шехтмана многочисленные исследования подтвердили существование таких фаз не только в сплавах алюминия с марганцем, но и в других металлических системах. Если вначале полагали, что квазикристаллические фазы метастабильны и могут быть получены только в экстремальных условиях, как правило, методом быстрой закалки расплавов, то в настоящее время применяются и некоторые традиционные методы приготовления сплавов. Интенсивное исследование и поиск новых фаз, обладающих необычной симметрией, привели к открытию и стабильных природных квазикристаллов, которые были найдены в бассейне реки Хатырка на юго-востоке Чукотки и получили название — икосаэдрит (публикация в журнале «Science» 2009).
Существенный вклад в развитие методов синтеза квазикристаллических фаз был сделан в Институте химии твёрдого тела и механохимии СО РАН, где был предложен и осуществлен механохимический синтез квазикристаллов, а первая работа была опубликована коллективом авторов (Е. Ю. Иванов, И. Г. Констанчук, Б. Б. Бохонов и В. В. Болдырев) в 1989 году. В ИХТТМ СО РАН был также разработан и осуществлен самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС) стабильных квазикристаллических фаз (Б. Б. Бохонов, М. А. Корчагин). Применение механохимических и СВС методов синтеза дало возможность получать квазикристаллические фазы достаточно быстро, просто и в большом количестве. Совместно с ИЯФ СО РАН на источнике синхротронного излучения были проведены исследования структурных характеристик квазикристаллов.
Несмотря на то, что к настоящему моменту квазикристаллы не нашли широкого практического применения, они обладают рядом уникальных свойств: низкие значения коэффициента трения и теплопроводности, электросопротивление при низких температурах аномально велико и уменьшается с ростом температуры. В любом случае, открытие квазикристаллов расширяет представления о строении твердых тел и, несомненно, приведет к их практическому использованию.
стр. 7