马氏体相变的微观理论—LASER模型 Ⅰ.基本概念和简单统计模型

提出马氏体相变的非平衡量子统计理论,考虑到了马氏体相变的特殊性:本身为远离热平衡相变,但马氏体相处热力学支。这需要合理应用激光物理、耗散结构理论、经典统计和量子体系的哈密顿动力学。本文建立一个简单的统计模型以说明电子-晶格强耦合体系的跃迁特征。非平衡统计部分由Master方程在声子表象中研究。导出的熵变式表明integral from n=path dS<0过程在形成粒子数反转中起关键作用,并示出在何种条件下,晶格原子跃迁特征由各个原子散乱跳越变为相干声子驱动的所有原子的协同跃迁。分折了马氏体相变的“声Laser”工作机理和激光阈的差别,并指出二者的基本原理一致。     

马氏体相变的相干声子模型

本文提出了一个新的激发马氏体相变的声子模型。马氏体相变被看作是有序化声子气—相干声子气所激发的。本文强调了马氏体相变与激光阈行为的类似;推导出了相干声子的发射率公式,并解释了先于马氏体相变的软模现象。     

马氏体相变的微观理论——Laser模型 Ⅱ.量子理论——1.基本方程

本文进一步发展了“Laser模型”,研究是基于对Burn-Oppenheimer近似下的固体薛定谔方程和非绝热近似算符的跃迁矩阵进行的量子理论处理。离子振动势由电子态的本征值E(R)给出,它可分成由d电子特征和电子动力学相关性(电子动态相关)决定的本征势和“声辐射”与物质相互作用引起的微扰势。微扰使之恢复了高对称,此对称的畸变是由于倾向于取低对称的本征势造成的。     

形状记忆效应和电子化合物的电子态

为进一步发展形状记忆效应的理论,必须把研究基础于电子化合物的电子态和电-声相互作用的量子理论。在这些合金中,电子和离子之间的非球对称相互作用势产生s-d杂化。它对Fermi球的s电子是吸引性的,使它们“虚束缚”于势阱V_k~→,这就对h·c·p·相的形成作出关键贡献。加热到高温,“热声子辐射”和电子的相互作用引起的扰动趋向恢复高对称,它实际起破坏杂化的作用,并释放S电子。恢复了的Fermi球就在(变形的)马氏体内产生大的应力,驱动材料恢复原形。     

马氏体相变的微观理论——Laser模型——Ⅲ.量子理论——2.软模理论

按照前面论文发展的“Laser模型”研究路线,本文对发生马氏体相变的晶体作了动力学稳定性分析。这可提供一个框架,在此中我们可理解预马氏体相变软模的微观起源。可用一伪简谐哈密顿量来说明此软模的原子机理。此哈密顿量的电子-声子相互作用是采取一点阵散射模型处理的,并导出一新的重整化频率式。此式说明在两个温度区域存在着两种软模:1、T>T_0,一般软模;2,T相似文献   

马氏体-奥氏体界面电子态以及它们在马氏体相变过程中的作用

作者的“Laser模型”基于如下假设:马氏体相变可看作一种以电子气为工质的量子热机。本文研究界面电子态在此过程中的作用。本文考虑的模型由简单六方晶体结构(马氏体)和简单立方晶体结构(奥氏体)组成。界面两边都是s电子,以紧束缚Hamitonian算符近似描绘。由解Dyson方程可从解析的半无限介质的Green函数导得界面Green函数,从而解得各层电子态密度。本研究结果显示出相变过程中电子跃迁特征:电子自三维的母相带态进入二维(界面)的反键轨道,再进入三维的马氏体相的带态,以驱动相变。     

马氏体相变的Jahn—Teller效应和能带d电子的粒子数反转

本文提出了一个以本征势和过冷势概念为基础的散射理论,研究d电子态的态密度变化。它显示散射共振或E~(-1/2)特征以屏蔽过冷势本身,这样的态密度变化正是能带的粒子数反转。立方对称的变形兮裂了此反转态,由于占据较低的导带而获得的能量就引起了软模、驱动了相变。这是特殊的Jahn-Teller效应,它包含定域—离域跃迁,这跃迁可以采用和黄昆的多声子无辐射跃迁理论以及Johansson的铈的Y—α相变理论等类似的观点来讨论。以此Jahn—Teller效应为基础的动力学方程导出的D因子可给出此分裂对弹性常数的贡献。并对铁合金和β—钨结构化合物作出了定量估算。