Study of local order in Au75Cu25 and Au70Cu 30. Results of diffuse scattering measurements

Abstract
Local order in Au75Cu25 and Au70Cu 30 has been investigated by X-ray diffuse scattering from single crystals quenched from T/Tc ≈ 1.03 and 1.2 (T c: transition temperature between long range ordered and disordered phases). Data analysis has been made by the Borie-Sparks method (Acta Cryst. A 27 (1971) 198-201). Short range order and first order displacement parameters are determined. A fourfold splitting of the diffuse intensity contours is observed at 100 special positions in reciprocal space in all studied cases. The recalculated short-range-order intensity maps show that long-range two-site correlation functions (SRO parameters) are necessary for recovering the fine structure of experimental intensity. The determination of pair-interaction potentials with two thermodynamic approximations (Bragg-Williams and Cluster variation Method with quadruple tetrahedron-octahedron for maximum cluster) is given. The probabilities of local atomic configurations (not measurable by experimental techniques) are calculated by two techniques : a) A simulation method leading to a configuration where short range parameters are as close as possible to the experimental ones (Gehlen and Cohen, Phys. Rev. A 139, 844-855). b) An analytical CVM approach with quadruple tetrahedron-octahedron for maximum cluster (Cénédèse et al. , Progress in X-ray Studies by Synchrotron radiation, Strasbourg, 1985). The diffuse intensity in Au 75Cu25 has been also measured below Tc (TlTc ≈ 0.89 for two times of annealing (1/2 h and 24 h). The diffuse intensity for the short heat-treatment is similar to that obtained after the treatment at T/Tc ≈1.03. The longer heat-treatment results in a sharpening of the diffuse intensity distribution corresponding to an increase in the degree of order.

Résumé
L'ordre local dans Au75Cu25 et Au70Cu 30 a été étudié à partir de mesures d'intensité diffuse sur des monocristaux trempés depuis une température T telle que T/Tc ≈1,03 et 1,2 (Tc: température de transition entre la phase ordonnée à grande distance et la phase désordonnée). Les données ont été analysées par la méthode de Borie-Sparks, (Acta Cryst. A 27 (1971) 198-201). Les paramètres d'ordre à courte distance et de déplacement du premier ordre sont déterminés. Une structure fine des maxima d'intensité diffuse, en quatre lobes, est observée à la position spéciale 100 dans l'espace réciproque pour tous les cas étudiés. Les cartes d'intensité recalculée d'ordre à courte distance montrent que les fonctions de corrélation de paires (paramètres d'ordre à courte distance) lointaines sont essentielles pour reconstruire la structure fine de l'intensité expérimentale. La détermination des potentiels d'interactions de paires à l'aide de deux approximations thermodynamiques (Bragg-Williams et la méthode variationnelle des amas avec le quadruple tétraèdre-octaèdre pour amas maximum) est donnée. Les probabilités des configurations atomiques locales (non mesurables par des techniques expérimentales) sont calculées par deux techniques : a) Une méthode de simulation conduisant à une configuration où les paramètres d'ordre à courte distance ont des valeurs aussi près que possible de celles déterminées expérimentalement (Gehlen et Cohen, Phys. Rev. A 139, 844-855). b) Une approche analytique basée sur la méthode variationnelle des amas avec le quadruple tétraèdre-octaèdre pour amas maximum (Cénédèse et al., Progress in X-ray Studies by Synchrotron radiation, Strasbourg, 1985). L'intensité diffuse dans Au75C 25 a été aussi mesurée en dessous de Tc (T/ Tc ≈ 0,89) pour deux temps de recuit (1/2 h et 24 h). L'intensité diffuse pour le traitement thermique le plus court est similaire à celle obtenue après le traitement à T/Tc ≈ 1,03. Le traitement thermique le plus long conduit à un fort renforcement de l'intensité diffuse correspondant à une augmentation du degré d'ordre.