РЕФЕРАТ 4
ABSTRACT 5
ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 7
ВВЕДЕНИЕ 8
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 9
1.1 Общее представление о структуре аморфных материалов 9
1.1.1 Порядок расположения атомов в аморфных материалах 9
1.1.2 Структура аморфных материалов 11
1.1.3 Модели структуры аморфных тел 13
1.1.4 Структурные дефекты в аморфных сплавах 15
1.2 Свойства аморфных и нанокристаллических материалов 16
1.3 Способы получения аморфных материалов 33
1.4 Промышленное применение аморфных и нанокристаллических
материалов 36
1.5 Постановка задачи исследования 42
2 МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ 43
2.1 Материал исследования 43
2.2 Методика исследования 44
3 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТА И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 46
3.1 Эффект аморфизации в системе Fe-Si-Cu-Mn-Mg-0 46
3.2 Исследование эффекта аморфизации в системе Fe-Si-Cu-Mn-Mg-O 48
3.3 Химический состав аморфизированного слоя 56
3.4 Влияние исходного состава сплава на эффект аморфизации 56
3.5 Модель образования аморфного слоя 62
3.6 Выводы 64
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 65
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 66
Аморфное состояние твердого тела — одна из наименее изученных областей современной физики конденсированного состояния. Его можно определить, как состояние с отсутствием дальнего порядка (отсутствием корреляций между атомами на больших расстояниях) при сохранении ближнего порядка (наличием таких корреляций на нескольких (максимум — двух или трех)) координационных сферах [1].
Аморфные материалы — это материалы с высокой прочностью и коррозионной стойкостью; это и магнито-мягкие материалы, обладающие гистерезисными магнитными свойствами, уровень которых характерен для лучших кристаллических магнито-мягких материалов (пермаллой, сендаст); это и материалы с инварными свойствами; это и материалы с особыми упругими (элинварными) и магнитомеханическими свойствами (материалы с высоким коэффициентом магнитомеханической связи и пьезомагнитным коэффициентом); это и материалы с особыми электрическими свойствами [1, 2, 3].
Важно подчеркнуть, что все технологии получения аморфных материалов в своей основе предполагают сверхвысокие скорости охлаждения, для «замораживания» атомов в метастабильной структуре, не имеющей дальнего порядка. Реализация подобных скоростей, особенно для массивных образцов, создает большие трудности при промышленном производстве. Также очевидная нестабильность аморфных металлических материалов при нагреве существенно ограничивает область их применения [3].
Благодаря своим магнитным свойствам аморфные сплавы на основе Fe, Co, Ni используются при производстве магнитных экранов, магнитопроводов различного рода устройств для преобразования электроэнергии. Благодаря уникальной магнитомягкости у таких материалов магнитная анизотропия меньше на два порядка, чем в обычных сплавах. Сверхтонкие магнитомягкие аморфные ленты [3...13], полученные методом спиннингования, являются конкурентами традиционной широко распространенной grain oriented electrical steel (GOES), которая в настоящее время является основным материалом для производства сердечников трансформаторов [14].
Данная работа посвящена установлению химического состава и условий формирования и стабильности аморфной фазы, возникающей в системе Fe-Si- Cu-Mn-Mg-O, в процессе высокотемпературного отжига.
С момента открытия в 1960 г. металлического стекла, аморфные материалы превратились в совершенно новый класс металлических сплавов, годовые объёмы производства и применения которых измеряются тысячами тонн. Отмеченный прогресс обусловлен, прежде всего, высоким уровнем и/или уникальными сочетаниями целого ряда структурно-зависящих физических свойств (прежде всего магнитных и механических) сплавов в предельно разупорядоченном структурном состоянии.
Теория, объясняющая формирование атомной структуры и ее связь со свойствами металлических стёкол до настоящего времени является предметом научных изысканий. Несмотря на достаточно большое количество известных в настоящее время химических композиций аморфных металлических стекол не ослабевает интерес к разработке новых или оптимизации состава известных.
Важно подчеркнуть, что все технологии получения аморфных материалов в своей основе предполагают сверхвысокие скорости охлаждения, для «замораживания» атомов в метастабильной структуре, не имеющей дальнего порядка. Реализация подобных скоростей, особенно для массивных образцов, создает большие трудности при промышленном производстве. Также очевидная нестабильность аморфных металлических материалов при нагреве существенно ограничивает область их применения.
При исследовании процессов, происходящих на поверхности сплава Ре- 3%81-0.5%Си с термостойким покрытием МдО, при непрерывном отжиге в интервале температур 600.1060 °С методом терморентгенографии установлено образование аморфной фазы в виде твердого раствора на основе Бе. Эффект наблюдался в слое, состоящем из а-Ре, оксидов (МдРеДЗЮд, (МдРе)О, ЗЮ2, при нагреве в температурном интервале, соответствующем а^у превращению: 920... 960 °С. Аморфное состояние тонкого слоя
сохраняется в процессе дальнейшего отжига, как при повышении температуры, так и при охлаждении до 20°С. Установлен факт формирования аморфного состояния твердого раствора Мд в Ре-81-Си за счет использования предпереходного состояния альфа-гамма-превращения. Данный эффект объяснен существенным повышением растворимости Мд (практически нерастворимого в кристаллических решетках Ре) в твердом растворе, находящимся в предпереходном состоянии вблизи точки фазового перехода.
Важно отметить, что использование подобного способа получения аморфных структур в металлических материалах (без использования сверх высоких скоростей охлаждения жидкой фазы) открывает новые возможности получения массивных образцов и изделий с уникальными, в том числе магнитными свойствами.
