关于有序－无序相变介绍

[拼音]：youxu-wuxu xiangbian

[外文]：order-disorder phase transition

某些替代式固溶体，当温度甚低时，不同种类的原子在点阵位置上呈规则的周期性排列，称有序相，而在某一温度以上，这种规律性就完全不存在了，称无序相。固溶体在这一温度（称为相变温度或居里点）发生的这种排列的规律性的产生或丧失，同时伴有结构的对称性的变化，被称为有序—无序相变。例如，对于具有相同原子数的CuZn合金，在460℃以上为体心立方的无序结构，即两种原子占据任一阵点的几率相同;当温度降到460℃时，则开始有较多的Zn原子占据了体心的位置，称部分有序；而当温度甚低时，则所有的Zn原子全部占据了体心位置，成为简单立方的有序结构了。这种有序结构又称为无序结构的超结构。某些三元合金也有类似的情形。

原子在点阵位置上的分布情况常用序参量表示，它表示出在任意距离的两个位置上原子分布的相关性。当此二位置处在有限距离时的序参量称为短程序。当此二位置间的距离无限大时，则称为长程序。如对CuZn合金，长程序S与占据了晶胞中心的Zn原子的百分数成正比，最近邻短程序τ 与最近邻的Zn－Cu原子对的百分数成正比。序参量是温度的函数，在一般情况下，在完全有序时，它趋于1；在完全无序时，它为零。附图表示S及σ随温度变化的两种情况。由图可知，在相变点，长程序可以跳跃地或连续地变为零，它们分别对应于一级相变及二级相变（见固体中的相变）。而在相变点以上，却仍然存在有一定的短程序。这种在相变点以上存在的具有一定的短程序的小区域，是某些固溶体在相变点以下发生的有序化过程的核心，且当这样的两个有序区域长大而相接触时，则有可能形成反相畴（见面缺陷）。

X 射线、中子和电子衍射和漫散射是研究有序－无序相变的最通常而最有效的方法。此外，相变可导致物理性质如比热容、电阻率、d性常数、磁性和范性等的变化，这些性质的测量以及显微观察等都可用于研究这个相变过程。

有序—无序相变是合作现象中较简单的一种，对这种相变进行了各种方法和各种近似程度的计算。这些研究又被其他类型的如填隙式固溶体的有序—无序相变、有序—无序型的铁电相变以及铁磁相变等理论所借鉴。现在，有序—无序相变的内容已推广包括了位置的、分子取向的和电子或核自旋的有序—无序相变等三种情形。并且，由于临界现象的研究吸引了人们的很大兴趣，有序—无序相变这一长期被研究着的课题仍然受到注意。

参考书目

1. H.S.Green and C. A. Hurst，Order-disorder Phenomena，Interscience， London， 1964.
2. A. G. Khachaturyan， Progress in Materials Science， Vol. 22， p.1，1979.
3. D.de Fontaine，Solid State Physics， Vol，34，p.73，1979.