Neutron Measurement of Clustering in the Alloy CuNi

Abstract

Measurements have been made of the cluster diffuse neutron scattering from a polycrystalline sample of Cuo.52sNi 62 <u7&-This isotope and composition are ideal for such measurements since the effective scattering length for the Bragg reflections and for the temperature-diffuse and Huang scattering from static displacements is zero, while that for the cluster scattering is 0.811X 10~1 2 cm. The short-range order parameters ai through m, representative of the system at approximately 550°C, were determined by a least-squares fit to the scattering data. «!=0.121, while all other a's are less than |«i. Magnetic scattering effects in this sample are too small to have been detected within the accuracy of our measurements. Using an approximate theory of Clapp and Moss relating the short-range order parameters and pairwise interaction energies, first-and second-neighbor interaction energies of -0.0130 to -0.0122 eV and +0.0073 to +0.0078 eV are determined. From these, a critical temperature for phase separation of 233 to 263°C is predicted, which is in reasonable agreement with that extrapolated from thermodynamic data of Rapp and Maak and of Oriani and Murphy.

Origin of Anomalous Resistivity in Ni&ndash;Cu Alloys

“…The existence of atomic and/or magnetic clustering in Ni-Cu alloys has been reported by many investigators since the prediction of a miscibility gap in this system by Meijering(10) Diffuse neutron scattering measurements by Mozer et al (11) in the Ni-Cu system, which gives high accuracy by such an advantage that the coherent Bragg scattering cross-section is reduced to zero ("null matrix") due to the negative scattering length of the isotope 62Ni, have first established this short-range clustering suggested. Recent neutron diffraction studies on the null matrix Ni-Cu alloys have reported a strong asymmetry in the composition dependence of cluster parameters, the existence of a miscibility gap at temperatures below 600 K (12), and the formation of periodic concentration, which is expected for the spinodal decomposition, under irradiation (13) In metallic crystals, the electrical resistivity sensitively reflects not only the magnetic property and the electronic structure but also slight defect of atomic arrangement (14).…”

Electrical Resistivity of Nickel, Cobalt and Their Alloys

“…However, this phase transformation gives no remarkable influence on the ferromagnetic property in this alloy (12). In the NiCo alloys, the average magnetic moment increases linearly with increasing Co contents, since the up-spin band is fully occupied over the whole concentration range (14 (17). In the present work, the experimental results of the electrical resistivity measurements in nickel, cobalt and their alloys are reported in detail and are discussed in connection with their magnetic properties.…”

Direct and Indirect Methods of the Analysis of Interatomic Interaction and Kinetics of a Relaxation of the Short-Range Order in Close-Packed Substitutional (Interstitial) Solid Solutions

“…Од-нак, при дослідженні ядерного розсіяння теплових нейтронів можна підібрати ізотопічний склад сплаву таким чином, щоб для атомів А і В амплітуди розсіяння b A і b B мали різні знаки і середня амплітуда розсі-яння перетворювалась в нуль (тобто, щоб бреґґівські піки зникли, а ін- [2,128]. Цей метод «нульової матриці» було застосовано для дослідження розпадаючогося сплаву Cu-Ni [29][30][31] з ізотопами 62 Cu і 62 Ni, що дозволило отримати достатньо точні і узгоджені результати (для однакових рівноважних станів), навіть при використанні дебаєвської методики розсіяння на полікристалічних зразках (спотворення в Cu-Ni незначні і могли не враховуватися). Для складу, відповідного «нульовій матриці» (з 43,5 ат.% та 41,4 ат.% Cu), отримані результати приведено в табл.…”

“…Враховувалась далекосяжна кулонівська взаємодія та ефекти поляризації іонів O (бу-ло показано, що для отримання реалістичної картини опису впорядку-вання тетраедричних катіонів необхідно враховувати обидва фактори). Для рівноважних розподілів 29 Si/Al проаналізованих складів (1  29 Si/Al   3) було виявлено близький порядок.…”