Физика металлов и металловедение

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВНЕДРЕННЫХ АТОМОВ И КОНФИГУРАЦИОННЫЙ ВКЛАД В ИХ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ В V, NB И TA

БЛАНТЕР М.С., ДМИТРИЕВ В.В., МОГУТНОВ Б.М., РУБАН А.В.

Использованы ранее рассчитанные первопринципными методами энергии парного взаимодействия O-O и N-N в ОЦК-металлах УБ группы для анализа влияния межатомного взаимодействия на конфигурационный вклад в термодинамическую активность. Показано сильное влияние взаимодействия внедренных атомов. Конфигурационный вклад возрастает в ряду (Nb-N) ^ (V-N) ^ ^ (Ta-N) ^ (Nb-O) ^ (У-O) ^ (Ta-O) и определяется ослаблением взаимного притяжения внедренных атомов в приведенном ряду твердых растворов. Сильное отталкивание, существующее в большинстве координационных сфер, оказывает слабое влияние на термодинамическую активность. Характер температурной зависимости конфигурационного вклада определяется уровнем взаимного притяжения внедренных атомов: при сильном притяжении он увеличивается с увеличением температуры (Nb-N, V-N, Ta-N, Nb-O), при слабом - уменьшается (У-O, Ta-O).

ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРООСАЖДЕНИЯ НА СТРУКТУРНЫЕ И МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ NI НАНОТРУБОК

КОЗЛОВСКИЙ А.Л., ШЛИМАС Д.И., ШУМСКАЯ Е.Е., КАНЮКОВ Е.Ю., ЗДОРОВЕЦ М.В., КАДЫРЖАНОВ К.К.

Методом электрохимического осаждения в порах ионно-трековых мембран сформированы никелевые нанотрубки и проведено детальное изучение их морфологических и структурных особенностей. Установлена динамика изменения толщины стенок и параметров кристаллической структуры при изменении напряжения и температуры синтеза нанотрубок, на основании чего предложено описание механизма их роста.

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ПРОЦЕССА СОЕДИНЕНИЯ ПРОКАТКОЙ НА ПРОЧНОСТЬ И УДЕЛЬНУЮ ЭЛЕКТРОПРОВОДИМОСТЬ ПОЛУЧАЕМОГО КОМПОЗИТА "А-ЛАТУНЬ/СПЛАВ CU-1 ВЕС. % CR/A-ЛАТУНЬ"

КАН К. ТХ., СОН Ч.С., ХОН С.И.

Трехслойные пластины композита плакированного а-латунью Cu-Cr-сплава были изготовлены методом соединения горячей прокаткой. В свежекатанных и термо-обработанных пластинах композита вблизи поверхностей сопряжения разнородного материала не было выявлено ни прослоек интерметаллических соединений, ни приповерхностных дефектов строения. Твердость свежепрокатанного слоя а-латуни была выше, чем Cu-Cr-сплава, поскольку а-латунь испытала более существенное деформационное упрочнение в процессе прокатки. Твердость а-латуни значительно уменьшилась при отжиге из-за процессов возврата, а твердость Cu-Cr-слоя немного возросла после термообработки при 450°C вследствие его дисперсионного упрочнения. После термообработки при 450°C, последовавшей за технологической процедурой соединения прокаткой, прочность композита плакированного а-латунью Cu-Cr-сплава уменьшилась, при этом пластичность значительно возросла. Удельная электропроводность свежекатанного композита (47-52% международного стандарта на отожженную медь [МСОМ, англ. IACS]) после одночасовой термообработки значительно увеличилась (до 72-74% МСОМ). Прочность и удельная проводимость композита плакированного сплава зависят от дисперсионного упрочнения Cu-Cr-сплава и разупрочнения а-латуни, обусловленного развитием процессов возврата во время термообработки, последовавшей за стадией соединения прокаткой.

ВОДОРОД В ИНТЕРМЕТАЛЛИЧЕСКОМ СОЕДИНЕНИИ TI3AL: ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОМ ЯМР

СОЛОНИНИН А.В., СКРИПОВ А.В., БУЗЛУКОВ А.Л., АЛЕКСАШИН Б.А., МЕДВЕДЕВ Е.Ю.

Измерены времена ядерной спин-решеточной релаксации и записаны спектры ЯМР 1Н и 27Al в гидрированных интерметаллических соединениях Ti3AlHx с концентрациями водорода х = 0, 0.31, 0.51, 1.0, 2.0, 4.32 в широком интервале температур (10-500 К) и резонансных частот (8.2-90 МГц). Анализ низкотемпературных релаксационных данных показал, что внедрение водорода с концентрацией х > 2 приводит к существенному изменению плотности электронных состояний на уровне Ферми. Обнаружено, что подвижность водорода в Ti3AlHx сильно зависит от его концентрации. Для твердых растворов водорода в Ti3Al (х < 1) подвижность атомов водорода на шкале частот ЯМР в исследованном температурном диапазоне не была зафиксирована. В соединениях Ti3AlHx с х > 2 наблюдается быстрая диффузия водорода, что может быть связано с изменениями структуры этих соединений.

ВОЗДЕЙСТВИЕ ИОННОГО ОБЛУЧЕНИЯ НА ПРОЦЕСС НАНОКРИСТАЛЛИЗАЦИИ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА МАГНИТОМЯГКОГО СПЛАВА FE725CU1NB2MO15SI14B9

ОВЧИННИКОВ В.В., МАХИНЬКО Ф.Ф., ГУЩИНА Н.В., СТЕПАНОВ А.В., МЕДВЕДЕВ А.И., СТАРОДУБЦЕВ Ю.Н., КАТАЕВ В.А., ЦЕПЕЛЕВ В.С., БЕЛОЗЕРОВ В.Я.

Исследовано воздействие ускоренных ионов Ar+ на процесс кристаллизации и магнитные свойства нанокристаллического сплава Fe72 5Cu1Nb2Mo15Si14B9 методами рентгеновской дифракции, просвечивающей электронной микроскопии, термомагнитного и других магнитных методов анализа. Показано, что облучение ионами Ar+ с энергией 30 кэВ флюенсом 3.75 х 1015 см-2 при кратковременном нагреве до 620 К (что на 150 K ниже термического порога кристаллизации) приводит к полной кристаллизации аморфного сплава с выделением кристаллов твердого раствора a-Fe(Si), близкого по составу к Fe80Si20, стабильной фазы Fe3Si и метастабильных гексагональных фаз. Кристаллизация, вызванная облучением, приводит к увеличению размера зерна, изменению морфологии межзеренных границ и объемной доли кристаллических фаз, что сопровождается изменением магнитных свойств сплава.

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ВЛИЯНИЯ ВЕЛИЧИНЫ ИСХОДНЫХ ИЗГИБНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ НА ИХ РЕЛАКСАЦИЮ В ПРОЦЕССЕ ОТЖИГА АМОРФНЫХ МАГНИТНО-МЯГКИХ СПЛАВОВ РАЗНЫХ КЛАССОВ

КЕКАЛО И.Б., МОГИЛЬНИКОВ П.С.

Показано, что величина исходных изгибных напряжений om в ряде аморфных сплавов может оказывать влияние на процесс развития их релаксации во время отжига. К таким сплавам относятся сплав состава Co69Fe37Cr3.8Si125Bn с близкой к нулю магнитострикцией насыщения < 10-7) и сплав Fe78Ni1Si8B13 c Xs = 25 х 10-6. В сплавах на основе железа составов Fe81Si4B13C2 и Fe57Co31Si29B91 эффект влияния исходных изгибных напряжений на их релаксацию отсутствует. Он отсутствует также в безметаллоидных сплавах Со80Мо10/г10 и Со80Мо8№2/г10 с близкой к нулю магнитострикцией насыщения As. Когда этот эффект проявляется энергия активации U, связанная с этим процессом, является двухфакторной величиной - она зависит не только от состава сплава (сил связи между атомами), но и от уровня исходных изгибных напряжений. В данном случае энергия активации U не может рассматриваться как характеристика материала.

КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА СВЕРХРЕШЕТОК FE/CR/GD

РЯБУХИНА М.В., КРАВЦОВ Е.А., НАУМОВА Л.И., ПРОГЛЯДО В.В., ХАЙДУКОВ Ю.Н., УСТИНОВ В.В.

Представлены результаты исследований структурных и магнитных свойств серии сверхрешеток Fe/Cr/Gd в зависимости от толщины прослойки Cr. Установлено, что введение прослойки Cr между слоями Gd и Fe приводит к структурным изменениям в слоях Gd и появлению в них дополнительной ГЦК-фазы помимо основной ГПУ-фазы. Новая ГЦК-фаза не локализована вблизи межслой-ных границ либо в центре слоев Gd, а равномерно распределена по всей толщине слоя. С помощью рефлектометрии поляризованных нейтронов показано, что указанные структурные изменения сопровождаются значительным (в 2-3 раза) уменьшением средней намагниченности Gd в широком интервале температур. Вблизи интерфейсов в слоях Gd возникает слой толщиной в 2-3 атомных монослоя, характеризующийся увеличенным значением магнитного момента.

НОРМАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО СЕРОВОДОРОДА

КУДРЯШОВ Н.А., КУТУКОВ А.А., МАЗУР Е.А.

Обобщенная теория нормальных свойств металла на случай электрон-фононных (ЭФ) систем с непостоянной плотностью электронных состояний используется для изучения нормального состояния фаз SH3 и SH2 сероводорода при различных давлениях. Рассчитываются частотная зависимость реальной Re 2(ю) и мнимой Im 2(ю) части собственно-энергетической части (СЧ) функции Грина электрона 2(ю), реальная Re Z (ю) и мнимая части Im Z (ю) комплексной перенормировки массы электрона, реальная Re х(ю) и мнимая Im %(ю) части комплексной перенормировки химического потенциала, а также перенормированная сильным электрон-фононным взаимодействием плотность электронных состояний N (е) Расчеты проведены для стабильной орторомбической структуры IM-3M сероводорода SH3 для трех значений давления P = 170, 180, 225 ГПа и структуры SH2 с симметрией I4/MMM(D4H-17) для трех значений давления P = 150, 180, 225 ГПа при температуре Т = 200 К.

ОСОБЕННОСТИ МАГНИТНОГО ПОРЯДКА В МУЛЬТИФЕРРОИКЕ CUCRO2 ПО ДАННЫМ ЯМР И ЯКР 63> 65CU

СМОЛЬНИКОВ А.Г., ОГЛОБЛИЧЕВ В.В., ВЕРХОВСКИЙ С.В., МИХАЛЕВ К.Н., ЯКУБОВСКИЙ А.Ю., ПИСКУНОВ Ю.В., САДЫКОВ А.Ф., БАРИЛО С.Н., ШИРЯЕВ С.В.

Представлены результаты исследования методами ядерного магнитного и ядерного квадрупольного резонанса (ЯМР, ЯКР) на ядрах меди 63,65Cu парамагнитной и упорядоченной фаз монокристалла CuCrO2. Измерения проводились в широкой области температур T = 4.2-300 К и магнитных полей Н = 0-94 кЭ, направленных вдоль осей a и c кристалла. Получены компоненты тензоров градиента электрического поля и магнитного сдвига (Ka с). Температурные зависимости Ka(H || a), Kc(H || с) в парамагнитной фазе описываются законом Кюри-Вейсса и повторяют поведение магнитной восприимчивости (%a, с). Определено сверхтонкое поле на ядре меди hf = 33 кЭ/цБ. Ниже температуры TN = 23.6 K наблюдаются ЯМР и ЯКР-спектры 63'65Cu, характерные для несоизмеримых с периодом кристаллической решетки магнитных структур геликоидального типа.

СТРУКТУРА ВАКУУМНЫХ КОНДЕНСАТОВ CU-TA

ЗУБКОВ А.И., ЗУБАРЕВ Е.Н., СОБОЛЬ О.В., ГЛУЩЕНКО М.А., ЛУЦЕНКО Е.В.

Изучена структура отделенных от подложек фольг вакуумных конденсатов бинарной системы Cu-Ta как в исходном конденсированном состоянии, так и после отжигов при температурах до 1000°С. Показано, что легирование парового потока матричного металла - меди танталом до ~0.5 ат. % позволяет снизить величину зерна в конденсатах с 3 мкм до 50 нм. В зависимости от концентрации тантала, конденсаты имеют широкий спектр структурных состояний: одно- и двухфазное, пересыщенный раствор тантала в ГЦК-решетке меди и др. Структура объектов обладает высокой термической стабильностью. Температура начала роста зерна медной матрицы зависит от содержания тантала и может достигать 900°С. Диспергирование структуры конденсатов меди и ее термическая стабильность объясняется формированием сегрегаций атомов тантала на границах зерен медной матрицы, как в процессе конденсации, так и при последующем отжиге.

СТРУКТУРНОЕ СОСТОЯНИЕ ОБОЛОЧЕК ТВЭЛОВ РЕАКТОРА БН-600, ИЗГОТОВЛЕННЫХ ИЗ ХОЛОДНО-ДЕФОРМИРОВАННОЙ СТАЛИ 16CR-15NI-2MO-2MN-TI-V-B (ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОМ НЕЙТРОННОЙ ДИФРАКЦИИ ВЫСОКОГО РАЗРЕШЕНИЯ)

ВОРОНИН В.И., ВАЛИЕВ Э.З., ГОЩИЦКИЙ Б.Н., БЕРГЕР И.Ф., ПРОСКУРНИНА Н.В.

На примере эталонного образца деформированной меди показана применимость метода нейтронографии высокого разрешения для определения дефектов (дислокаций) в объеме материала. Исследовано структурное состояние нескольких образцов оболочек твэлов из холодно-деформированной стали 16Cr-15Ni-2Mo-2Mn-Ti-V-B (ЧС68-ИД) реактора БН-600, изготовленных двумя производителями: ОАО "Машиностроительный завод" и "Первоуральский новотрубный завод". Сделан вывод о преимущественной текстуре кристаллографических плоскостей зерен вдоль аксиальной оси трубки. Показано, что основными дефектами в оболочках твэлов являются краевые дислокации, определена их плотность.

ЭВОЛЮЦИЯ СТРУКТУРНО-ФАЗОВЫХ СОСТОЯНИЙ АЛЮМИНИДОВ ТИТАНА ПОСЛЕ У-ОБЛУЧЕНИЯ МАЛЫМИ ДОЗАМИ

ЛОГИНОВА М.В., ЯКОВЛЕВ В.И., СИТНИКОВ А.А., СОБАЧКИН А.В., ИВАНОВ С.Г., НЕГОДЯЕВ А.З., ГРАДОБОЕВ А.В.

Проведено экспериментальное исследование структурно-фазового состояния порошковых образцов соединений Ti3Al и TiAl до и после воздействия на них малых доз гамма-облучения. Для исследования фазовых и структурных параметров использовали метод рентгеновской дифрактометрии. Экспериментально установлено, что после идентичных условий гамма-облучения структурное состояние исследуемых соединений различно. Выявлено, что для соединения Ti3Al малые дозы гамма-облучения служат стимулятором для формирования радиационно-индуцированного состояния. В облученном образце TiAl наблюдается искажение кристаллической решетки, с сохранением высокой кристалличности структуры, признаков особого радиационно-индуцированного состояния не выявлено.

ЭФФЕКТ СТАБИЛИЗАЦИИ РАЗМЕРА КРИСТАЛЛОВ Y-(FE,NI) В FE-NI-B АМОРФНОЙ ЛЕНТЕ

ГОРШЕНКОВ М.В., ГЛЕЗЕР А.М., КОРЧУГАНОВА О.А., АЛЕЕВ А.А., ШУРЫГИНА Н.А.

Описан эффект стабилизации размеров кристаллов в быстрозакаленной аморфной ленте Fe50Ni33B17 при кристаллизации в интервале температур 360-400°С. Форма, размер, объемная доля и объемная плотность нанокристаллитов были исследованы методами просвечивающей электронной микроскопии и рентгеновской дифракции. Формирование аморфного слоя состава Fe50Ni29B21 на границе кристаллит-аморфная фаза было найдено методом атомно-зондовой томографии. Стабилизация размеров кристаллов при отжиге обусловлена образованием барьерного аморфного слоя, имеющего температуру кристаллизации выше температуры кристаллизации матричного аморфного сплава