Превращения в аморфных сплавах Релаксация и кристаллизация Зипунов

Превращения в аморфных сплавах. Релаксация и кристаллизация. Зипунов Павел ФХ-12 -1

I. Превращения в аморфных сплавах. Кристаллизация – образование структуры с дальним порядком в АС как наиболее стабильного состояния вещества при низких температурах. Релаксация – энергетическая стабилизация структуры в результате формирования ближнего порядка за счёт образования особых структур – кластеров и уменьшения расстояний между ними.

Объёмный эффект 1 (Gs)– быстроохлаждённая фаза 2 (Gf)– медленноохлаждённая фаза 3 – кристалл 4 – переохлаждённая жидкость 5 – жидкая фаза Tgs и Тgf – температуры стеклования 1 и 2 фазы cоответственно Tm – температура начала кристаллизации

Изменения при деформации Сравнение моделей деформации для кристаллической структуры (а) и аморфной (б) Диаграмма деформации и схема изменения формы для кристаллических (а)и аморфных (б) образцов (а) – процесс деформации как следствие движения дислокаций в кристалле (б) – процесс деформации путём движения групп атомов в аморфном материале 1 – предел текучести 2 – разрушение 3 – область деформационного упрочнения

Зависимость намагниченности насыщения для сплава Ni 44 Fe 29 Co 15 Si 2 B 10 от деформации при разных температурах

Зависимость коэрцитивной силы от величины деформации для различных аморфных сплавов

II. Релаксационные процессы Уменьшение свободных промежутков в структуре Изменение параметров геометрического(топологического) ближнего порядка Изменение параметров химического ближнего порядка (ХБП).

В результате релаксационных процессов меняются многие физические свойства материала, такие как: Объем Модуль Юнга Вязкость Охрупчивание Температура Кюри Коэрцитивная сила Температура сверхпроводящего перехода

Электронномикроскопические изображения химически осажденных аморфных пленок Co 45 Ni 40 P 15 толщиной 400Å в исходном состоянии (а) и после отжига при 1800 С (б) а также пленок толщиной 800Å после отжига при 1800 С (в). Увеличение 60 000×

Изменения температуры Кюри Изменение температуры кюри в зависимости от температуры и времени отжига Изменение температуры Кюри при теромциклировании в режиме 60 мин – 300°С – 30 мин 250°С

Изменение вязкости с температурой для ряда металлических стекол

Температурная зависимость аморфного сплава для жидкого (L) аморфного (G) и кристаллического состояния (X) Сплошная линия от G 1 до G 2 соответствует процессу структурной релаксации Влияние температуры отжига на величину расстояния между ближайшими атомами, окружающими атомы железа и никеля в сплаве Fe 40 Ni 40 B 20

Кинетика структурной релаксации Температурные зависимости относительной скорости структурной релаксации в зависимости от времени хранения t. R при комнатной температуре и времени отжига τ Температурные зависимости ньютоновской вязкости, в зависимости от времени хранения t. R при комнатной температуре. Время отжига τ = 20 мин.

III. Кристаллизация Полиморфная кристаллизация – кристаллизация в перенасыщенный твёрдый раствор или стабильное кристаллическое соединение без концентрационных изменений внутри выделяющейся фазы. Преимущественная (первичная) кристаллизация одной из фаз, в результате которой происходит выделение одного какого-либо компонента, в то время как аморфная фаза обогащается вторым компонентом. Эвтектическая кристаллизация – то есть одновременное выделение двух фаз.

Рентгенограммы пленки Co 44 Ni 40 P 16, снятые при комнатной температуре (а) и после отжигов при 220 (б); 240 (в); 260 (г); 350 (д), 420 (е) и 500 (ж) С.

Влияние состава АС на процесс кристаллизации Схема протекания кристаллизации в системе Fe-B в зависимости от содержания бора.

Структурная модель аморфно-нанокристаллического состояния, сформировавшегося после закалки из расплава со скоростью, близкой к критической: 1 — нанокристаллы; 2 — переходная область; 3 — прослойки аморфной фазы

Изменение структуры при кристаллизации Электронномикроскопические изображения аморфных пленок сплавов Co 45 Ni 40 P 15 толщиной 800Å (а) и 400Å (б), отожженных при температуре 3000 С. Увеличение 60 000×

Электронномикроскопичес кие изображения аморфных пленок сплавов Co 45 Ni 40 P 15 толщиной 800Å, отожженных при температуре 350 (а), 420 (б) и 500 (в)0 С. Увеличение 60 000×

Список используемой литературы [1] СУДЗУКИ К. ХУДЗИМОРИ Х. Аморфные металлы [2] Грабчиков С. С. , Аморфные электролитически осажденные металлические сплавы. [3] АБРОСИМОВА Г. Е. ЭВОЛЮЦИЯ СТРУКТУРЫ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СТЕКОЛ [4] ГЛЕЗЕР А. М. ПЛОТНИКОВА М. Р. ВЛИЯНИЕ МЕГАПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ НА СТРУКТУРУ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА АМОРФНЫХ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА И НИКЕЛЯ [5] ГЛЕЗЕР А. М. Аморфные и нанокристаллические структуры: сходства, различия, взаимные переходы [6] А. Ю. Виноградов, К. Китагава, В. А. Хоник Кинетика структурной релаксации и закономерности пластического течения металлических стекол

Спасибо за внимание!