Физика металлов и металловедение

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ С НАНОКОМПОЗИТНЫМИ ПОРОШКОВЫМИ МАТЕРИАЛАМИ

КОСТЕНКОВ С.Н., ХАРАНЖЕВСКИЙ Е.В., КРИВИЛЕВ М.Д.

Описана математическая модель теплопереноса при лазерном спекании ультрадисперсных порошковых материалов с учетом объемного характера поглощения энергии излучения. Характеристики взаимодействия лазерного излучения с порошковым слоем определены экспериментально с использованием методики высокоточного измерения интенсивности рассеянного и поглощенного излучения в зависимости от толщины порошкового слоя и угла рассеяния. Показано, что поглощение энергии порошковым слоем может быть описано законом Бугера, а модель, использующая объемный источник, позволяет получить результаты, адекватные эксперименту.

СДВИГ ТЕМПЕРАТУРЫ ПЕРЕХОДА И ИЗМЕНЕНИЕ СВОБОДНОЙ ЭНЕРГИИ ПРИ СТАЦИОНАРНОЙ НАПРАВЛЕННОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ РАСТВОРОВ С ЗАДАННОЙ СКОРОСТЬЮ

ИВАНОВ М.А., ГЛУШЕНКО В.И., НАУМУК А.Ю.

Исследованы условия равновесия на границе раздела твердой и жидкой фаз при стационарной направленной кристаллизации двухкомпонентного расплава, а также скорость уменьшения свободной энергии такой системы в случае, когда диффузией в твердой фазе можно пренебречь. С помощью предложенных ранее новых граничных условий для уравнения диффузии получены аналитические выражения для сдвигов значений концентрации в жидкой и твердой фазе на границе раздела фаз, а также температуры кристаллизации по сравнению с исходными равновесными значениями, отвечающими нулевой скорости роста. Показано, что величины указанных сдвигов пропорциональны скорости кристаллизации и обратно пропорциональны коэффициентам, описывающим транспорт атомов разного сорта через границу. Используя указанные выше граничные условия, найдено выражение для скорости уменьшения свободной энергии рассматриваемой системы и показано, что его можно разделить на две части, одна из которых определяется процессами на границе раздела фаз, а другая – диффузионными процессами, происходящим внутри объема фаз. Эти результаты сравнены с полученными в рамках другого подхода, основанном на определении баланса изменения свободной энергии в твердой и жидкой фазах вдали от поверхности кристаллизации. Показано, что оба эти подхода приводят к аналогичным результатам, так что в ряде случаев оба эти метода могут дополнять друг друга.

О РОЛИ АТОМНОГО УПОРЯДОЧЕНИЯ В ФОРМИРОВАНИИ ВЫСОКОКОЭРЦИТИВНОГО СОСТОЯНИЯ В СПЛАВАХ СИСТЕМЫ ЖЕЛЕЗО–КОБАЛЬТ–ВАНАДИЙ

ЗАХАРОВ В.М., ЛИБМАН М.А., ЭСТРИН Э.И.

Методами дилатометрии и магнитометрии исследованы процессы, происходящие при нагреве до 1000°С и охлаждении в сплаве системы железо–кобальт–ванадий, содержащем 52% Со и 7% V (“викаллой”). Установлено, что при нагреве в сплаве реализуются два фазовых перехода – атомное упорядочение в -фазе по типу В2 и полиморфное -превращение, температурные интервалы которых существенно различаются. Исследование зависимости коэрцитивной силы и твердости сплава от температуры отжига показало, что максимальные значения этих параметров соответствуют температурам упорядочения в -фазе. Высказано предположение, что процесс перемагничивания в исследованном сплаве связан с перемещением ферромагнитной доменной границы и ее закреплением на границах антифазных упорядоченных по типу В2-доменов.

ТОМОГРАФИЧЕСКОЕ АТОМНО-ЗОНДОВОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ НАНОМАСШТАБНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ ДИСПЕРСНО-УПРОЧНЕННОЙ СТАЛИ ODS EUROFER В ИСХОДНОМ СОСТОЯНИИ И ПОСЛЕ ОБЛУЧЕНИЯ НЕЙТРОНАМИ

VLADIMIROV P., LINDAU R., MOSLANG A.

Проведено исследование наномасштабных особенностей в перспективном конструкционном материале активной зоны реакторов дисперсно-упрочненной оксидами иттрия стали ODS Eurofer. В исходном материале обнаружено большое число 2 ? 1024 м-3 сверхмелких 2.5 нм в диаметре кластеров, обогащенных иттрием, кислородом, азотом и ванадием. Исследование стали ODS Eurofer, облученной при 330°C до 32 сна на быстром реакторе БОР-60, также обнаружило большое число сверхмелких (1–3 нм в диаметре) нанокластеров, существенным образом обогащенных иттрием, кислородом, марганцем и хромом. Отмечено повышение концентрации кластеров в облученном материале, изменение химического состава кластеров и матрицы. Облучение быстрыми нейтронами приводит к выходу ванадия из кластеров в окружающую матрицу, а также наблюдается общее увеличение концентраций иттрия и кислорода в исследованных объемах.

ВЛИЯНИЕ КРЕМНИЯ НА ФОРМИРОВАНИЕ ФАЗ В МЕХАНОАКТИВИРОВАННЫХ СИСТЕМАХ НА ОСНОВЕ FE75C25. МЕХАНОСИНТЕЗ КОМПОЗИТНЫХ СОСТОЯНИЙ

ВОЛКОВ В.А., ЧУЛКИНА А.А., УЛЬЯНОВ А.И., ПРОТАСОВ А.В., ЕЛСУКОВ Е.П.

Методами XRD, мессбауэровской спектроскопии, измерения динамической магнитной восприимчивости исследовали стационарные фазовые состояния, устанавливающиеся на поздних стадиях механосинтеза сплавов в шаровой планетарной мельнице. В системах Fe(100 – x)Cx, Fe75C(25 – x)Six и Fe(75 – x)C25Six, (х 25) процессы фазообразования определяются динамическим равновесием между кристаллическими и аморфной фазами. В зависимости от состава сплавов условия этого равновесия меняются, что находит отражение в наборах образующихся кристаллических фаз.

ВЛИЯНИЕ ИСХОДНОГО СОСТОЯНИЯ НА ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ УПОРЯДОЧЕННОГО СПЛАВА CUAU

ВОЛКОВ А.Ю., КАЗАНЦЕВ В.А.

Проведено изучение микроструктуры, построены температурные зависимости электросопротивления и линейного расширения образцов эквиатомного сплава CuAu при нагреве из исходно закаленного и предварительно деформированного состояний. Обнаружено возникновение текстуры при упорядочении из деформированного состояния. Построены зависимости изменения объема сплава при нагреве. Наблюдаемые особенности обсуждаются с точки зрения релаксационных процессов, протекающих в исследуемом сплаве при фазовом превращении беспорядок–порядок.

СТРУКТУРНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ И ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ НИКЕЛИДА ТИТАНА В УСЛОВИЯХ ТРЕНИЯ СКОЛЬЖЕНИЯ ПРИ КРИОГЕННОЙ (–196°С) ТЕМПЕРАТУРЕ

КОРШУНОВ Л.Г., ПУШИН В.Г., ЧЕРНЕНКО Н.Л., МАКАРОВ В.В.

Исследованы структурные превращения и трибологические свойства сплава Ti49.4Ni50.6 при температуре жидкого азота. Показано, что исследуемый сплав обладает меньшим в 1.4–1.7 раз сопротивлением абразивному и адезионному изнашиванию, а также более высоким (до 1.7 раза) коэффициентом трения по сравнению с аустенитной сталью 12Х18Н9. Относительно невысокие трибологические свойства никелида титана обусловлены повышенной хрупкостью данного материала в условиях инициированной фрикционным воздействием интенсивной пластической деформации. Повышенная низкотемпературная хрупкость мартенситной структуры объясняется, по-видимому, низкой симметрией кристаллической решетки В19-мартенсита, атомноупорядоченным состоянием данной фазы, формированием вблизи поверхности трения сплава в слое толщиной несколько микрометров хрупкой аморфной фазы. Возникновению сплошного аморфного слоя на поверхности трения никелида титана способствуют наличие у сплава мартенситной структуры, ее стабильность в условиях трения по отношению к обратному В19’ В2-превращению, высокая интенсивность деформационных процессов, происходящих в зоне фрикционного контакта. Ниже аморфного слоя располагается смешанная аморфно-нанокристаллическая структура. Нанокристаллиты текстурованы и имеют размеры от нескольких до десятков нанометров. Образование кристаллитов В2-фазы в аморфизированном слое происходит, по-видимому, на стадии отогрева образцов исследуемого сплава до комнатной температуры. Подобная аморфно-нанокристаллическая структура возникает вблизи поверхности абразивного изнашивания сплава Ti49.4Ni50.6. Показано, что наличие у исходного сплава Ti49.4Ni50.6 субмикрокристаллической структуры не оказывает существенного влияния на трибологические свойства и характер структурных превращений, инициированных в сплаве фрикционным воздействием.

ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ЗОЛОТЫХ НАНОТРУБОК В МОДЕЛИ ХАББАРДА

МИРОНОВ Г.И., ФИЛИППОВА Е.Р.

В модели Хаббарда были исследованы квантовые системы одностенной золотой нанотрубки хиральностей (5, 3), (5, 0) и (10, 0), состоящие из N = 20, 40 атомов золота. В рамках данной модели вычислены антикоммутаторные функции Грина, корреляционные функции наносистем и построены энергетические спектры. Проведен анализ результатов и сравнение наносистем.

ЭЛЕКТРОННО-ЛЕГИРОВАННЫЕ МАНГАНИТЫ НА ОСНОВЕ CAMNO3

ЛОШКАРЕВА Н.Н., МОСТОВЩИКОВА Е.В.

Работа посвящена обзору магнитных, электрических и оптических свойств электронно-легированных манганитов Ca1-xLnxMnO3 (Ln – ионы редкоземельного ряда) при концентрациях легирующих ионов 0 x<0.2. Основное внимание уделяется данным, полученным на монокристаллических образцах, содержащих вакансии по анионной и катионной подрешеткам. Обсуждаются особенности многофазного состояния манганитов Ca1 - xLnxMnO3 (х<0.2) с одновременным существованием двух кристаллографических и антиферромагнитных фаз, ферромагнитного вклада, областей с орбитальным/зарядовым упорядочением и с упорядоченными кислородными вакансиями, “металлических” капель.

DAPO-ЭФФЕКТ В FE23B6

БАРИНОВ В.А., ЦУРИН В.А., СУРИКОВ В.Т.

Исследуются возможности расширеннного приближения локального смещения атомов (ELADA) для описания механизма DAPO-эффекта, проявляющегося в “поглощении и выделении” -Fe в Fe23B6 без изменения температуры магнитного превращения ТС фазы при компактировании порошков и последующем отжиге компактов при Т 325 К соответственно. Показано, что природа наблюдаемого феномена определяется локализацией атомов Fe(4а) в кристаллографических позициях Fe(4b) элементарной ГЦК-ячейки метастабильной фазы Fe23B6 (Diverse Atomic Posititions Occupacy).

ТЕПЛОВЫЕ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПЛАВОВ NI–V ПРИ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ

ПОЛЕВ В.Ф., СТАРЦЕВА М.И., ГОРБАТОВ В.И., ГЛАГОЛЕВА Ю.В., КОРШУНОВ И.Г.

Приводятся результаты комплексного изучения температуропроводности, удельного электросопротивления, теплопроводности и добавочного электросопротивления десяти сплавов Ni–V, содержащих от 1.5 до 15.6 вес. % ванадия, в интервале температур (300–1650) K. Сделаны выводы о влиянии различных механизмов рассеяния электронов проводимости на кинетические и теплофизические свойства исследованных сплавов Ni–V.