Quasicrystal and approximant structures in the Al - Cu - Fe system

Abstract

Thermoelectric properties of a cubic quasicrystalline approximant in Al-Cu-Ir system were investigated experimentally and theoretically. A homogeneous sample with no secondary phase was synthesized using an arcmelting and a sparkplasmasintering processes followed by heat treatment at 1173 K, and its thermoelectric properties were measured at temperatures between 373 K and 1023 K. Theoretical calculations of the thermoelectric properties were performed under three different approximations, i.e., constantrelaxationtime, constantmeanfreepath, and constantdiffusioncoeffi cient approximations, for the energy dependence of the relaxation time of the electrons. The experimental Seebeck coeffi cient was well reproduced, and physically acceptable lattice thermal conductivity was estimated only under constantdiffusioncoeffi cient approximation for the present material. Thermoelectric fi gure of merit zT of the present sample was lower than 01, and the maximum value of zT ≈ 03 achievable by electron doping was predicted by the theoretical calculation under the rigidband approximation.

Shock synthesis of quasicrystals with implications for their origin in asteroid collisions

“…and Al/Cu ratio established in previously observed Al-Cu-Fe quasicrystals in the range of 12.62 < a 6D < 12.64 Å (22). The substantial grain size (up to 10 μm) and low phason strain seem inconsistent with the timescale of the high-pressure pulse, ∼500 ns; more likely, even if nucleation occurred at peak pressure, quasicrystal growth and annealing continued after pressure release until the millimeter-scale, high-temperature region associated with strong shear flow and melting was cooled by conduction to adjacent low-temperature areas.…”

Formation of α-approximant and quasicrystalline Al–Cu–Fe thin films

“…X-ray diffraction after annealing is shown in Figure 3 (a) for Al-deficient and in (b) for Al-rich compositions. All peaks could be assigned to known phases [7,8,9,15].…”

Деформационное поведение и структура квазикристаллического сплава i-Al-Cu-Fe в окрестности отпечатка наноиндентора

“…3, a), полученные с областей, насыщенных этими границами, не выяв-ляют никаких дифракционных эффектов, связанных с образованием в квазикристаллической фазе возможных деформационных двойников [24]. Не наблюдаются и дифракционные рефлексы от прослоек пентагональных и аппроксимантных фаз [25,26], что подтверждает от-сутствие в этой области фазовых превращений ква-зикристалл → аппроксимант, индуцированных высоким давлением. На дифракционных картинах присутствуют лишь рефлексы от поверхностных слоев β-фазы, обра-зующейся при ионном утонении образцов, и соответ-ствующие им рефлексы двойной дифракции.…”

“…Для квазикристаллической фазы Al−Cu−Fe, эти превращения не только в аппрокси-мантные или модулированные фазы [25,26], которые не обнаружены в наших экспериментах, но и в кри-сталлическую β-фазу с образованием наноразмерных частиц, как установлено при скретч-тесте квазикристал-лической фазы Al−Cu−Fe [17]. На темнопольных или светлопольных электронно-микроскопических изображе-ниях образование частиц β-фазы в квазикристалличе-ской матрице Al−Cu−Fe обычно обнаруживается по эффектам муарового контраста благодаря ориентаци-онным соотношениям β-и i-фаз [17], а также близо-сти модулей совпадающих векторов обратной решет-…”