Физика металлов и металловедение

МОДЕЛИ ПОВЕРХНОСТИ АЛЮМИНИЕВЫХ ЗЕРКАЛ, ПОДВЕРГНУТЫХ ВОЗДЕЙСТВИЮ ИОНОВ ДЕЙТЕРИЕВОЙ ПЛАЗМЫ

БЕЛЯЕВА А.И., ГАЛУЗА А.А., САВЧЕНКО А.А.

Исследованы изменения оптических свойств образцов зеркал из алюминиевого сплава, вызванные бомбардировкой ионами дейтериевой плазмы, имитирующей условия, в которых предполагается работа первых зеркал для диагностики плазмы в ИТЭР. Основными методиками исследования поверхности зеркал были эллипсометрия и рефлектометрия, а также дополнительная методика – оже-спектроскопия. Обнаружено, что коэффициент отражения зеркал уменьшается в результате облучения ионами с энергией 1 кэВ, но может быть восстановлен последующим облучением ионами с низкой энергией ( 60 эВ). Проведенный комплекс экспериментальных исследований явился основанием для выбора математической модели для корректной интерпретации данных эллипсометрических исследований. Результаты многоугловой и спектральной эллипсометрии анализировались в моделях чистой поверхности и однослойных пленок. На основании анализа экспериментальных данных и моделирования эффективной средой предложен механизм, объясняющий результаты эксперимента, который основан на 1) химических процессах в поверхностном слое в первом цикле “обрушение–восстановление” и 2) развитии шероховатости в результате последовательности процедур “обрушение–восстановление”.

ЛОКАЛЬНОЕ ПОДАВЛЕНИЕ ПАРАМЕТРА СВЕРХПРОВОДЯЩЕГО ПОРЯДКА И ВНУТРИЩЕЛЕВЫЕ УРОВНИ В СВЕРХПРОВОДНИКЕ С S-СПАРИВАНИЕМ

МЕДВЕДЕВ М.В.

В рамках модельного гамильтониана Бардина–Купера–Шриффера исследованы условия, при которых локальное возмущение, создаваемое немагнитным примесным атомом, может привести к появлению дискретных уровней внутри энергетической щели сверхпроводника со спариванием s-типа. Установлено, что локальное подавление сверхпроводящего параметра порядка на примесном узле создает локализованные состояния внутри щели, тогда как потенциальное рассеяние электронов на примеси не ведет к возникновению дискретных уровней. Оценено положение внутрищелевых уровней, возникающих при локальном подавлении параметра порядка, и показано, что для типичных сверхпроводников s-типа эти уровни лежат очень близко к краю сверхпроводящей щели, около полосы квазинепрерывных состояний, вследствие чего в области малых концентраций примесей они не могут заметно влиять на термодинамические свойства сверхпроводников. Обсуждена ситуация, при которой введение примеси в сверхпроводник s-типа могло бы создать глубокие уровни в сверхпроводящей щели.

СТРУКТУРА ВЫСОКООЛОВЯНИСТОЙ ЛЕГИРОВАННОЙ ТИТАНОМ БРОНЗЫ, ПОЛУЧЕННОЙ ОСПРЕЙ-МЕТОДОМ

ДЕРЯГИНА И.Л., ПОПОВА Е.Н., СУДАРЕВА С.В., РОМАНОВ Е.П., ЕЛОХИНА Л.В., ДЕРГУНОВА Е.А., ВОРОБЬЕВА А.Е., АБДЮХАНОВ И.М.

Методами оптической, просвечивающей и сканирующей электронной микроскопии с привлечением количественного микроанализа изучены легированные титаном бронзы с повышенным содержанием олова (14.5 – и 15.5 мас. %), полученные Оспрей-методом, в исходном состоянии и после горячей экструзии. Исследуемые сплавы используются в качестве бронзовых матриц многоволоконных сверхпроводящих композитов Nb/Cu–Sn. Увеличение содержания олова в бронзовой матрице позволяет повысить критическую плотность тока многоволоконного композита за счет улучшения структуры и состава образующегося при диффузионном отжиге сверхпроводящего соединения Nb3Sn. Показано, что Оспрей-технология позволяет получить бронзу с повышенным содержанием Sn и при этом уменьшить характерную для литых бронз дендритную ликвацию. Изучено распределение Sn и Ti в исследуемых сплавах. Более однородная структура в исходном состоянии получена на сплаве Cu–14.5Sn–0.24Ti. Повышение концентрации олова до 15.5 мас. % приводит к образованию микрообластей дендритной ликвации с эвтектоидом ( + ) в исходном состоянии, что незначительно снижает пластические характеристики этой бронзы.

ОТРАЖЕНИЕ И ПРЕЛОМЛЕНИЕ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН НА ГРАНИЦЕ ДИЭЛЕКТРИК–ФЕРРОМАГНИТНЫЙ СПЛАВ ГЕЙСЛЕРА

КАРПУК М.М., КОСТЮК Д.А., КУЗАВКО Ю.А., ШАВРОВ В.Г.

Рассмотрено отражение и преломление продольных и поперечных акустических волн на плоской границе диэлектрика и ферромагнитного кристалла сплава Гейслера Ni2 + x + yMn1 - xGa1 - y, находящегося в области предмартенситного и мартенситного фазовых переходов. Показана возможность эффективного управления с помощью температуры углами преломления волн, а также коэффициентами преобразования типов волн вследствие индуцируемой при подходе к точке фазового перехода сильной акустической анизотропии кристалла. Оговорены условия возникновения критических углов, углов полного внутреннего отражения и влияния на них температуры. Проанализирована возможность излучения в окрестности фазового перехода волны, скользящей вдоль границы, в объем материала. Исходя из экспериментальных данных Trivisonno по температурным зависимостям скорости звука в кристалле Ni2 + x + yMn1 - xGa1 - y, выводы развитой теории I проиллюстрированы численными расчетами для конкретной структуры Ni2MnGa – кварц.

СТРУКТУРА, ФОРМИРУЮЩАЯСЯ В ДВУХФАЗНОЙ ( + )-ОБЛАСТИ, И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КРИОГЕННОГО СПЛАВА 10Н7

ХОМСКАЯ И.В.

Изучено влияние различных типов структур, полученных закалкой из межкритического интервала температур, на прочность, пластичность и ударную вязкость сплава Fe–6.9Ni–0.1C. В качестве исходного состояния использовали две структуры: феррит + зернистый цементит и пакетный мартенсит. Скорости нагрева в двухфазную ( + )-область были подобраны так, чтобы в результате частичных ?- и ? -превращений получить в одном сплаве четыре морфологических типа двухфазных структур: ферритно-мартенситную (видманштеттовую или глобулярную) и дуплексную (пластинчатую или пластинчато-глобулярную). Установлено, что уровень механических свойств сплава зависит от типа исходной структуры, скорости и температуры нагрева в межкритический интервал температур. Показано, что сплав с видманштеттовой ферритно-мартенситной структурой, обладает более благоприятным сочетанием прочностных и пластических свойств, чем сплав с глобулярной структурой. Сплав с пластинчатой дуплексной структурой имеет существенно более высокий уровень ударной вязкости, пластичности и прочности при низких температурах, чем сплав с видманштеттовой ферритно-мартенситной структурой.

ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ КОМПОЗИТОВ BI, PB–2223/AG, ОТТОЖЖЕННЫХ В АТМОСФЕРЕ N2 : O2

КРИНИЦИНА Т.П., КУЗНЕЦОВА Е.И., БЛИНОВА Ю.В., СУДАРЕВА С.В., РОМАНОВ Е.П., РАКОВ Д.Н., БЕЛОТЕЛОВА Ю.Н.

Методами рентгеноструктурного анализа, просвечивающей и сканирующей электронной микроскопии с микроанализом исследованы композиты Bi, Pb–2223/Ag, которые отжигались в атмосфере с пониженным содержанием кислорода (7.5% O2 + 92.5% N2). Обнаружена некоторая неоднородность в распределении всех компонентов керамики. Отмечены две особенности структуры фазы 2223. Это наличие волн атомных смещений, связанных с недостатком кислорода или замещением его азотом, и более активное проникновение Ag в керамику в результате отжига в атмосфере (O2 + N2) при давлении 10 атм. Неустойчивое состояние решетки с волнами смещений кислородных атомов обусловлено длительными отжигами в атмосфере с пониженным содержанием кислорода; обычно неустойчивость решетки положительно влияет на сверхпроводящие свойства при прочих благоприятных факторах структуры керамики.

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ФОРМИРОВАНИЕ МИКРОСТРУКТУРЫ В ПРОЦЕССЕ РАВНОКАНАЛЬНОГО УГЛОВОГО ПРЕССОВАНИЯ AL–MG–SC СПЛАВА 1570

СИТДИКОВ О.Ш., АВТОКРАТОВА Е.В., БАБИЧЕВА Р.И.

Изучена эволюция микроструктуры, формирующейся в промышленном крупнозернистом сплаве Al–6%Mg–0.4%Mn–0.3%Sc во время равноканального углового прессования (РКУП) в интервале температур 200–450°С ( 0.5 0.8 Тпл). Образцы прессовали по маршруту А до истинной степени деформации 12 и охлаждали в воде после каждого прохода РКУП. Мелкозернистая структура со средним размером зерен от 0.4 до 2.5 мкм развивалась при высоких степенях прессования в интервале температур от 200°С до 450°С. В отличие от низко- и среднелегированных алюминиевых сплавов, повышение температуры РКУП данного сплава приводило к непрерывному увеличению объемной доли формирующихся новых мелких зерен от 0.62 при 200°С до 0.85 при 450°С. При 300°С имело место нарушение монотонных зависимостей размера и объемной доли новых зерен от температуры деформации вследствие образования бимодальной структуры с размером мелких зерен около 1 мкм и более крупных зерен около 8 мкм. Последние формировались в результате интенсивного развития статической рекристаллизации во время спонтанного отжига заготовок в канале матрицы в процессе РКУП и/или межоперационных нагревов. Развитие микроструктуры при промежуточных температурах обсуждается в терминах возникновения большого потенциала для миграции границ зерен, обусловленного высокой подвижностью границ зерен при высоких температурах и повышенной движущей силой для рекристаллизации в результате интенсивного подавления динамического возврата в труднодеформируемом алюминиевом сплаве.

ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ ЭФФЕКТИВНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ ПРЕЛОМЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ НАНОЧАСТИЦ В НЕУПОРЯДОЧЕННЫХ НАНОКОМПОЗИТАХ

ШАЛИН А.С.

На основе предложенной теории эффективной среды исследованы оптические свойства неупорядоченных металлодиэлектрических нанокомпозитов. Получены выражения для эффективных полей и эффективных параметров наночастиц в системе, учитывающие электродинамическое взаимодействие последних. Показано, что поляризующее взаимное влияние структурных элементов системы может приводить к возникновению областей отрицательного эффективного показателя преломления в спектре отдельных частиц. Предложена модель “левой” среды, основанная на полевой манипуляции поляризуемостью нанокластеров, отличной от исследованной ранее материальной манипуляции.