Глава 1. Основные понятия 5
1.1. Металлические стекла и их структура 5
1.2. Свойства металлических стекол 8
Глава 2. Методы исследования металлических стекол 13
2.1. Получение металлических стекол на основе алюминия 13
2.2. Теплофизические свойства металлических стекол 16
2.2.1. Плотность 17
2.2.2. Электросопротивление 20
Глава 3. Анализ результатов экспериментальных исследований 27
3.1. Результаты градуировочных опытов 27
3.2. Плотность сплавов Al-Ni-Co-РЗМ 30
3.3. Электросопротивление сплавов Al-Ni-Co-РЗМ 34
Глава 4. Перспективы практического использования металлических стекол 37
4.1. Практическое применение металлических стекол ( практическая
значимость применения) 37
4.2. Оценка практического применения металлических стекол 42
4.3. Рекомендации по методике получения и исследования сплавов на
основе алюминия 48
Заключение 53
Список литературы 54
Приложение 1 60
Сплавы на основе алюминия, содержащие переходные (ПМ) и редкоземельные (РЗМ) металлы относятся к классу перспективных объектов современного материаловедения. Обусловлено это наличием у данных сплавов уникальных свойств. Например, сплавы, содержащие в качестве переходного металла - никель, имеют отличительные механические свойства, в частности, они характеризуются высоким показателем прочности на разрыв (до 1000 МПа) [1]. Наряду с этим, композиции, содержащие переходный металл - кобальт, демонстрируют высокую коррозионную стойкость [2].
Совокупность перечисленных выше свойств играет важную роль в современном технологическом производстве конструкционных и
функциональных материалов.
Следует отметить, что указанные характеристики сплавов на основе алюминия проявляются преимущественно в нанокристаллическом (аморфном) состоянии. В 1960 году были предприняты первые попытки получения сплавов, не имеющих кристаллической структуры, методом быстрой закалки. В последние годы широко исследуются металлические стекла и частично - закристаллизованные аморфные сплавы на основе алюминия. Интерес к этим материалам обусловлен как их некристаллической структурой, так и хорошими прочностными характеристиками при малом удельном весе. Наиболее широко исследуемой группой таких стекол являются именно сплавы систем алюминий - ПМ - РЗМ [1]. Рассматриваемые объекты находят применение в качестве защитных покрытий, работающих в агрессивных средах и испытывающих высокие механические напряжения, а также рассматриваются как перспективные материалы для анодов в литиево-ионных аккумуляторах. В связи с этим тема нашей работы является актуальной, а исследование теплофизических свойств исходных сплавов позволит построить целостную картину формирования нанокристаллического состояния и раскрыть особенности взаимосвязи кристаллического, жидкого и аморфного состояний.
Объектом исследования являлись сплавы Al-Ni-Co-РЗМ, содержащие 4 ат.% Ni, 4 ат.% Co (или 6% Ni и 2% Co) и 6 ат.% редкоземельного металла (Nd, Sm), в кристаллическом и жидком состояниях.
Предмет исследования: теплофизические структурно-чувствительные свойства (плотность, электросопротивление) сплавов Al-Ni-Co-РЗМ.
Научная разработанность темы подтверждается большим количеством публикаций, краткий обзор которых представлен в главе 1.
Целью работы было исследование структурно-чувствительных теплофизических свойств (плотности, электросопротивления) сплавов Al-Ni- Co-РЗМ для определения их особенностей в кристаллическом и жидком состояниях.
В соответствии с этим, решались следующие основные задачи:
1. Осуществить обзор литературы об особенностях получения металлических стекол и их стеклообразующей способности;
2. Подробно ознакомиться с методами измерения теплофизических свойств металлических расплавов (плотности и электросопротивления);
3. Измерить плотность и электросопротивление сплавов композиций Al86Ni4Co4РЗМ6 и Al86Ni6Co2РЗМ6 (РЗМ = Nd, Sm) и провести анализ полученных результатов;
4. Провести оценку практического использования металлических стекол на основе алюминия, сравнить методы защиты металлических покрытий;
5. Сформировать рекомендации по методике получения и исследования сплавов на основе алюминия.
Структура работы: выпускная квалификационная работа состоит из введения, 4 глав, списка цитируемой литературы и приложения. Она изложена на 60 страницах, содержит 17 рисунков, 1 таблицу. Список литературы включает 55 наименования.
Подводя итог выполненной работе, мы можем заключить, что задачи исследования, поставленные во введении, выполнены полностью. Основные результаты и выводы заключаются в следующем:
1. Осуществлен обзор литературы о способах получения металлических стекол и их стеклообразующей способности;
2. Изучены особенности методов измерения теплофизических свойств металлических расплавов (плотности и электросопротивления);
3. Измерена плотность и электросопротивление сплавов композиций Л186К14Со4РЗМб и Л186М6Со2РЗМ6 (РЗМ = Nd, Sm) и проведен анализ полученных результатов.
4. Проведена оценка практического использования металлических стекол на основе алюминия и сравнительный анализ методов защиты металлических покрытий;
5. Сформулированы рекомендации по методике получения и исследования сплавов на основе алюминия.
Таким образом, цель, поставленная в начале исследовательской работы, полностью достигнута.
