Физика металлов и металловедение

ВЫЧИСЛЕНИЕ ФУНКЦИЙ ГРИНА ДЛЯ НАНОСТРУКТУР В МОДЕЛИ ХАББАРДА В ПРИБЛИЖЕНИИ СТАТИЧЕСКИХ ФЛУКТУАЦИЙ

МИРОНОВ Г.И.

В рамках модели Хаббарда в приближении статических флуктуаций вычисляются антикоммутаторные функции Грина, корреляционные функции и магнитные моменты (спины) для наносистем, состоящих из 3, 4 и 5 атомов.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЛЕГИРОВАНИЯ A-FE АЛЮМИНИЕМ, КРЕМНИЕМ, КОБАЛЬТОМ И ГЕРМАНИЕМ НА ПАРАМЕТРЫ РЕЛАКСАЦИИ СНУКА

ГОЛОВИН И.С., ГОЛОВИНА С.Б.

Исследованы параметры релаксации Снука в двойных сплавах железа с Со, Ge, A1 и Si. Концентрация А1 варьировалась в пределах от 1.5 до 16 ат. %, Si - от 3 до 10 ат. % в двойных (Fe-Al, Fe-Si) и тройных (Fe-Al-Si) сплавах. Показано, что Со и Ge, добавленные в a-Fe в количестве ~3 ат. %, слабо влияют на параметры пика Снука, т.е. на высоту, ширину и форму пика, а также энергию активации диффузии атомов углерода. Алюминий и кремний качественно приводят к одинаковому эффекту -уширению пика Снука со стороны высокотемпературной ветви, свидетельствуя о повышении энергии активации диффузии атомов углерода и его перераспределении в железе. Количественно влияние А1 и Si различно. Для его анализа использован компьютерный анализ кривых температурной зависимости внутреннего трения.

МИКРОМАГНИТНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАМАГНИЧЕННОСТИ В ПОЛУБЕСКОНЕЧНЫХ МОНОКРИСТАЛЛАХ

ТОЛСТОБРОВ Ю.В., МАНАКОВ Н.А.

Предлагается метод расчета распределения намагниченности в монокристалле в виде полубесконечного стержня. Метод основан на разделении монокристалла на две области. Конечную, прилегающую к торцу стержня, с трехмерным полем намагниченности и остальную (полубесконечную), в которой поле намагниченности предполагается двумерным. При расчете намагниченности в конечной области учитывается влияние магнитостатического поля полубесконечной части стержня. Приводится пример расчета для монокристалла Со с поперечной ориентацией оси легкого намагничивания, показывающий, что в одном и том же образце возможны равновесные состояния, когда распределение намагниченности практически одинаково в любом поперечном сечении стержня и когда оно на торцевой поверхности качественно отличается от распределения в глубине стержня.

АВТОРСКИЙ УКАЗАТЕЛЬ ТОМА 102, 2006 Г

ЭФФЕКТЫ АТОМНОЙ РЕЛАКСАЦИИ И ЭЛЕКТРОННОЕ СТРОЕНИЕ (100) И (ПО) ПОВЕРХНОСТЕЙ НИОБИЯ

ШЕИН К.И., ШЕИН И.Р., МЕДВЕДЕВА Н.И., ШАЛАЕВА Е.В., КУЗНЕЦОВ М.В., ИВАНОВСКИЙ А.Л.

Методом VASP-PAW выполнен сравнительный анализ особенностей атомной релаксации и электронной структуры граней (100) и (110) ниобия. Релаксационные изменения межслоевых расстояний поверхностных слоев имеют осциллирующий характер, но существенно различаются для двух исследованных граней. Если для (110) грани с плотной атомной упаковкой два поверхностных слоя сжаты на 4.3%, а релаксация оказывается значимой для трех внешних слоев, то для более "рыхлой" (100) грани эти величины составляют 13.1% и шесть слоев соответственно. Анализ послойного распределения плотностей состояний, карты пространственного распределения зарядовой плотности и плотностей состояний на уровне Ферми показывает, что наиболее существенные изменения вблизи уровня Ферми происходят для поверхности (100).

АКУСТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МОНОКРИСТАЛЛОВ NI3AL, ЛЕГИРОВАННЫХ КОБАЛЬТОМ И НИОБИЕМ

РИНКЕВИЧ А.Б., СТЕПАНОВА Н.Н., БУРХАНОВ А.М.

Жаропрочные сплавы на никелевой основе находят широкое применение в технике в качестве материалов для конструктивных элементов устройств, работающих при высокой температуре (лопатки авиационных турбин и т.д.). Успешное применение таких сплавов базируется на их высоких механических свойствах. В настоящее время диапазон условий эксплуатации расширяется в сторону все более высоких температур. С этой точки зрения, исследование механических и тепловых свойств никелевых жаропрочных сплавов является актуальной задачей.

ОСОБЕННОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАСЫЩАЮЩЕГО ЭЛЕМЕНТА В ЗОНЕ ЛАЗЕРНОГО СИЛИЦИРОВАНИЯ СТАЛЕЙ

ЛЫСЕНКО А.Б., КОЗИНА Н.Н., ЛЫСЕНКО А.А.

Методом микрорентгеноспектрального анализа исследовано распределение насыщающего элемента в зоне лазерного силицирования стали. Установлено, что концентрация кремния в верхней части силицированного слоя достигает 17-20 ат. %. а при переходе к границе оплавления снижается до 3-5 ат. %. Обсуждена роль процессов кристаллизации в формировании итогового концентрационного поля зоны лазерной химико-термической обработки.

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ФОРМИРОВАНИЕ РЕЛЬЕФА УГЛЕРОДНЫХ АЛМАЗОПОДОБНЫХ ПЛЕНОК И ЕГО МОДИФИКАЦИЯ ИОННОЙ БОМБАРДИРОВКОЙ

РУБШТЕЙН А.П., ТРАХТЕНБЕРГ И.Ш., ЮГОВ В.А., ВЛАДИМИРОВ А.Б., ПЛОТНИКОВ C.А., ПОНОСОВ Ю.С.

Методом импульсного дугового распыления графитовой мишени на установке УВНИИПА-001 получены алмазоподобные покрытия (АПП). АПП толщиной ~1.5 мкм осаждались на подложки из стали Р6М5. Исследован рельеф покрытий, осажденных в различных температурных режимах. Установлено, что повышение температуры поверхности растущей АПП (конденсация при высокой частоте импульсов дуги/) приводит к росту пленок с большим количеством наростов на их поверхности. Осаждение пленок при низкой частоте/более предпочтительно для формирования гладких и твердых АПП в условиях нефильтрованного пучка ионов углерода. Исследована модификация поверхности алмазоподобных углеродных покрытий при бомбардировке ускоренными ионами инертного газа аргона или химически-активного кислорода после их осаждения. Установлено, что для сглаживания рельефа АПП более предпочтительна бомбардировка ионами аргона. Показано, что рельеф АПП следует учитывать при измерении их микротвердости, а трансформацию межатомных связей в приповерхностных слоях после облучения ионами, - при их анализе методами, информативная глубина которых составляет несколько монослоев

ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ АТОМНОГО ПОРЯДКА В МИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВАХ СИСТЕМЫ NI3МN-NI3V

ГОМАНЬКОВ B.И., ГЛЕЗЕР А.М., БЛИНОВА Е.Н., ЯЗВИЦКИЙ М.Ю., ФЫКИН Л.Е., ЧЕВЫЧЕЛОВ В.А.

Методами нейтроноструктурного анализа определены концентрационные зависимости параметров дальнего и ближнего атомных порядков и размеров антифазных доменов в микрокристаллических сплавах, полученных закалкой из расплава, и в массивных закаленных образцах системы Ni3Mn-Ni3V. Показана зависимость параметров упорядочения от температур перехода порядок - беспорядок. В микрокристаллах У-фазы обнаружены повышенные значения степени дальнего порядка. Установленный эффект объясняется высокой степенью пересыщения твердого раствора избыточными закалочными вакансиями при закалке из расплава и, следовательно, резким повышением диффузионной подвижности атомов

ПОЛУЧЕНИЕ, ДЕФОРМАЦИЯ И РАЗРУШЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ AL-SN И AL-SN-PB

НОСКОВА Н.И., ВИЛЪДАНОВА Н.Ф., ФИЛИППОВ Ю.И., ЧУБАЕВ Р.В., ПЕРЕТУРИНА И.А., КОРШУНОВ Л.Г., КОРЗНИКОВ А.В.

Исследованы изменения структуры, твердости, механических свойств и коэффициента трения сплавов А1 - 30% Sn. A1 - 15% Sn - 25% Pb и Al - 5% Sn - 35% Pb (вес. %) после интенсивной деформации методами равноканального углового прессования (под усилием 40 тонн) и сдвига под давлением 5 ГПа. Показано, что переход в нанокристаллическое состояние происходит при разной величине пластической деформации, а твердость меняет свое значение немонотонно: вначале увеличивается, а затем падает. Коэффициент трения в исследованных сплавах после быстрой закалки из расплава оказался равным 0.33, а в субмикрокристаллическом состоянии (после равноканального углового прессования) - 0.24, 0.32, 0.35 в сплавах А1 - 30% Sn, Al - 15% Sn - 25% Pb и Al - 5% Sn - 35% Pb соответственно. Обнаружен эффект рассыпания образца в наноразмерный порошок, возникающих в сплавах А1 - 15% Sn - 25% Pb и Al - 5% Sn - 35% Pb после интенсивной деформации ε = 6.4 и короткой последующей выдержки.

МЕХАНИЗМЫ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ ЦИРКОНИЯ В УСЛОВИЯХ ОДНООСНОГО СЖАТИЯ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ТЕМПЕРАТУРНО-СКОРОСТНЫХ РЕЖИМАХ

ПЕРЛОВИЧ Ю.А., ИСАЕНКОВА М.Г., ГРЕХОВ М.М., ТАН ЗО ТХАЙК , ФИЛИППОВ В.Б., ШТУЦА М.Г., КРОПАЧЕВ С.Ю., АХТОНОВ С.Г., ХОМУТСКАЯ Н.А., КАБАНОВ А.А., ШИКОВ А.К.

На основании результатов рентгеновского текстурного анализа модельных образцов из сплавов Zr-1% Nb и Zr-2.5% Nb. подвергнутых одноосному сжатию при температурах β- и (α + β)-областей диаграммы фазового равновесия, установлены механизмы, ответственные за протекание пластической деформации сплавов. В числе таких механизмов - кристаллографическое скольжение в зернах β-Zr и a-Zr, а также диффузионный механизм взаимного перемещения кристаллитов по межфазным границам, активизирующийся в условиях протекания α ↔ β фазовых превращений и лежащий в основе явления сверхпластичности. Вклад каждого из механизмов в формирование текстуры полуфабрикатов зависит от температурно-скоростного режима сжатия.

ВЛИЯНИЕ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ НА ПРОЦЕССЫ РАЗУПОРЯДОЧЕНИЯ И УПОРЯДОЧЕНИЯ В ИНТЕРМЕТАЛЛИЧЕСКОМ СОЕДИНЕНИИ TI3AL

ЕЩЕНКО Р.Н., ЕЛКИНА О.А., ПАЦЕЛОВ А.М., ПИЛЮГИН В.П.

Методом сдвига под давлением 9 ГПа осуществлена холодная пластическая деформация со степенями е до 10.3 единиц по логарифмической шкале образцов интерметаллида Ti3Al. На основании рентгеноструктурных и электронно-микроскопических исследований установлены особенности образования разупорядоченной фазы в зависимости от величины деформации. При степенях деформации е = 8.7-10.3 формируется нанокристаллическая неупорядоченная фаза с размером кристаллов преимущественно 5-15 нм. Восстановление упорядоченной структуры происходит в температурном интервале 400-600°С и сопровождается рекристаллизацией деформированной структуры. В рекристаллизованных зернах упорядоченной фазы возникают антифазные домены в виде ориентированных пластин.

КИНЕТИКА ДВУМЕРНЫХ ЭЛЕКТРОНОВ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ В ПРИСУТСТВИИ СВЧ-ИЗЛУЧЕНИЯ. ОТКЛИК НЕРАВНОВЕСНОЙ СИСТЕМЫ НА СЛАБОЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ ПОЛЕ

ЛЯПИЛИН И.И., ПАТРАКОВ А.Е.

Изучена кинетика пространственно однородных распределений 2D-электронов в скрещенных электрическом и магнитном полях в присутствии СВЧ-излучения. В представленной модели вклад от излучения и квантования учтен точно, в то время как эффекты рассеяния трактуются в рамках теории возмущения. При этом состояния Ландау-Флоке взаимодействуют с полем примесей, приводя к переходам между этими уровнями. Показано, что метод неравновесного статистического оператора в сочетании с методом канонического преобразования позволяет построить теорию линейного отклика неравновесного двумерного электронного газа на слабое измерительное электрическое поле. Построенная теория описывает зависимость магнитосопротивления двумерного электронного газа от подвижности электронов, напряженности магнитного поля и частоты микроволнового излучения, наблюдавшуюся в экспериментах. Показано, что фотопроводимость 2D-электронного газа является осциллирующей функцией отношения частоты излучения к циклотронной частоте, и в зависимости от этого отношения может принимать как положительные, так и отрицательные значения. Теория предсказывает возможность наблюдения осцилляций магнитосопротивления в образцах с меньшей подвижностью двумерного электронного газа при использовании повышенной частоты микроволнового излучения.

ВЛИЯНИЕ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ СТАЛИ 40X13 НА МИКРОСТРУКТУРУ АЗОТИРОВАННОГО СЛОЯ, СФОРМИРОВАННОГО ПРИ ВЫСОКОИНТЕНСИВНОЙ НИЗКОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ИМПЛАНТАЦИИ ИОНАМИ АЗОТА

КЛИМЕНОВ В.А., КОВАЛЕВСКАЯ Ж.Г., ПЕРЕВАЛОВА О.Б., ИВАНОВ Ю.Ф., КУКАРЕКО В.А.

Методами рентгеноструктурного фазового анализа и просвечивающей дифракционной электронной микроскопии исследована микроструктура и фазовый состав поверхностных слоев стали 40X13 после облучения высокоинтенсивными низкоэнергетическими пучками ионов, ультразвукового поверхностного модифицирования и комбинированной обработки, включающей ультразвуковое модифицирование поверхности и ионную имплантацию. Обнаружено, что ультразвуковое модифицирование поверхности стали приводит к изменению структуры отпущенного мартенсита и образованию в мартенситных пластинах субмикрокристаллической зеренной структуры с размером зерна 0.3 мкм и наноразмерных специальных карбидов Сr23С6. Ионная имплантация исследуемой стали приводит к формированию азотированного слоя, состоящего из нитридной зоны - смеси нескольких фаз (а-, γ1-, ε-фазы и ультрадисперсных включений нитридов хрома) и зоны внутреннего азотирования (α"-фаза и αN-азотистый мартенсит). Предварительная ультразвуковая модификация приводит к увеличению нанотвердости и толщины азотированного слоя, что обусловлено более интенсивным проникновением атомов азота в поверхностный слой, увеличением в нем объемной доли нитридов железа и плотности ультрадисперсных частиц нитридов хрома.