Физика металлов и металловедение

ГИГАНТСКИЙ МАГНИТНЫЙ ИМПЕДАНС ПРОВОЛОК С ТОНКИМ МАГНИТНЫМ ПОКРЫТИЕМ

КУРЛЯНДСКАЯ Г.В., БЕБЕНИН Н.Г., ВАСЬКОВСКИЙ В.О.

В настоящем обзоре проанализированы и обобщены результаты экспериментальных исследований физических процессов в композиционных проволоках с тонким магнитным покрытием при условии возникновения в них гигантского магнитоимпедансного (ГМИ)-эффекта. Кратко изложены принципы измерения высокочастотного импеданса, даны основные определения и описаны различия линейного и нелинейного режимов ГМИ. Систематизированы данные о гигантском магнитном импедансе проволок с тонким магнитным покрытием (композиционных материалов) в условиях сильной нелинейности эффекта ГМИ, сопровождающейся появлением высоких гармоник в выходном сигнале. Чрезвычайно высокая восприимчивость параметров гармоник к внешним воздействиям может быть использована в технических приложениях для создания сверхчувствительных детекторов слабых магнитных полей. Особое внимание уделено модельным расчетам, подтверждающим тот факт, что экспериментально наблюдаемые особенности нелинейного ГМИ-эффекта связаны с высокой чувствительностью магнитной системы к циркулярному магнитному полю вблизи спин-переориентационных фазовых переходов. Тонкие особенности эффективной магнитной анизотропии могут играть ключевую роль, и в общем случае их нельзя игнорировать.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ИНТЕНСИВНОГО МЕХАНИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПАРАМЕТРЫ МИКРОСТРУКТУРЫ МЕХАНОКОМПОЗИТОВ СОСТАВА 3TI + AL

ТЮМЕНЦЕВ А.Н., ДИТЕНБЕРГ И.А., КОРЧАГИН М.А.

Методами просвечивающей электронной микроскопии и рентгеноструктурного анализа проведено исследование особенностей микроструктуры механокомпозитов, образующихся в результате механической активации смесей порошков Ti и Al в энергонапряженной планетарной шаровой мельнице. Обнаружено формирование высокодефектных структурных состояний с высокими значениями кривизны кристаллической решетки и большой плотностью дисклинаций на границах субмикро- или нанокристаллов. Предполагается, что такое высокодефектное структурное состояние является важным каналом аккумулирования энергии деформации при механоактивации и играет существенную роль в явлениях увеличения реакционной способности компонентов смесевых систем, аномального массопереноса и твердофазного взаимодействия реагентов.

КРИСТАЛЛОСТРУКТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПРЕДПЕРЕХОДНЫХ ЯВЛЕНИЙ И ТЕРМОУПРУГИХ МАРТЕНСИТНЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ В СПЛАВАХ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ

ЛОБОДЮК В.А., КОВАЛЬ Ю.Н., ПУШИН В.Г.

Проведен анализ необычных и практически важных явлений и физических свойств, обусловленных обратимыми мартенситными превращениями, происходящими в основном в сплавах и соединениях цветных металлов. Рассмотрены основные типы мартенситных превращений, их кристаллогеометрические особенности и структурно-морфологические характеристики, природа и структурные механизмы обратимости, явление термоупругости. Обсуждаются структурные механизмы перестройки при мартенситных превращениях, анализируются предмартенситные явления и их связь с мартенситными превращениями.

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕДИ М1 ДО И ПОСЛЕ УДАРНОГО СЖАТИЯ В ШИРОКОМ ДИАПАЗОНЕ ДЛИТЕЛЬНОСТИ НАГРУЗКИ

ГАРКУШИН Г.В., ИВАНЧИХИНА Г.Е., ИГНАТОВА О.Н., КАГАНОВА И.И., МАЛЫШЕВ А.Н., ПОДУРЕЦ А.М., РАЕВСКИЙ В.А., РАЗОРЕНОВ С.В., СКОКОВ В.И., ТЮПАНОВА О.А.

Исследовано влияние исходной микроструктуры и микроструктуры, полученной после квазиизэнтропического и ударного сжатия, на упруго-пластические и прочностные характеристики меди М1 при статическом, квазистатическом и динамическом нагружении. Выявлено, что параметры ударной волны играют важную роль в формировании субструктуры и обусловленных ею механических свойств образцов, а значения упруго-пластических и прочностных характеристик в крупнокристаллических образцах меди М1 существенно варьируются в зависимости от дефектной структуры при одинаковом размере зерен. Измерения предела упругости и критических разрушающих напряжений в широком диапазоне длительности нагрузки выполнены различными методами, включая лазерный измеритель скорости “VISAR”. На основе экспериментальных данных развиты модели сдвиговой и откольной прочности меди для различных условий нагружения. С помощью двухстадийной кинетической модели типа “NAG” проведено численное моделирование динамического разрушения крупнокристаллических образцов меди М1 с различной внутренней структурой. Анализ проведенных экспериментов в сочетании с численным моделированием позволил описать их деформационное поведение во всем диапазоне скоростей нагружения.

НИЗКОЧАСТОТНЫЙ ФЕРРОМАГНИТНЫЙ РЕЗОНАНС В ОДНООСНОЙ МАГНИТНОЙ ПЛЕНКЕ

ВАСИЛЕВСКАЯ Т.М., СЕМЕНЦОВ Д.И.

На основе анализа уравнений прецессионной динамики магнитного момента исследуются особенности низкочастотного ферромагнитного резонанса, отвечающего случаю подмагничивания вдоль “трудной” оси пленки с плоскостной одноосной анизотропией. Установлены сложный перескоковый характер прецессионных траекторий и асимметрия резонансной кривой, обусловленные проявлением угловой бистабильности, возникающей из-за наличия двух симметричных угловых положений равновесия вблизи поля анизотропии.

ОРИЕНТАЦИОННЫЕ ПЕРЕХОДЫ В РОМБОЭДРИЧЕСКИХ МАГНЕТИКАХ

МЕРКУЛОВ В.С.

Исследованы ориентационные переходы в ромбоэдрическом магнетике с учетом инвариантов до 6-го порядка включительно. В отличие от гексагональных, тетрагональных и орторомбических магнетиков в ромбоэдрических переходы в высокосимметричную фазу могут осуществляться только посредством фазового перехода 1-го рода. Показана возможность существования критических, тройных точек и четырехфазных точек на фазовой диаграмме.

ПРИМЕНЕНИЕ УДАРНЫХ ВОЛН ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ ТОКОНЕСУЩИХ СВОЙСТВ ВТСП-ЛЕНТ YBCO(123) И BI(2223) В МАГНИТНЫХ ПОЛЯХ

АНТОНОВА Л.Х., БОРОВИЦКАЯ И.В., ГОРШКОВ П.В., ДЕМИХОВ Е.И., ИВАНОВ Л.И., КРОХИН О.Н., МИХАЙЛОВА Г.Н., МИХАЙЛОВ Б.П., НИКУЛИН В.Я., ПОКРОВСКИЙ С.В., РУДНЕВ И.А., ТРОИЦКИЙ А.В.

Для увеличения плотности критического тока в ВТСП-лентах YBCO(123) и Bi(2223) были использованы ударные волны (УВ) с давлением на переднем фронте 1011 Па, получаемые на установке плазменный фокус. Было показано, что воздействие химически неактивной высокотемпературной высокоплотной плазмы на ВТСП-ленту приводит к необратимому повышению критического тока в сильных магнитных полях. Улучшение токонесущей способности ВТСП-лент YBCO(123) подтверждено также сканирующей холловской магнитометрией при 77 K. В частности, в поле 8 Тл для H c увеличение тока после воздействия ударных волн составляет примерно 60%. В случае Вi(222З) ленты критический ток в нулевом поле в части образца, подвергнутой ударно-волновому воздействию, оказался почти в 2 раза выше, чем в необработанной части (100 А и 50 А). Повышение критического тока можно связать с целым рядом возможных трансформаций структуры сверхпроводящего керна. Прежде всего возможно повышение плотности токонесущего керна, приводящего к усилению слабых связей на границах зерен. При этом также возможно формирование в объеме сверхпроводящей фазы наноразмерных дефектов, ответственных за усиление силы пиннинга абрикосовских вихрей.

РАДИАЦИОННЫЕ ДЕФЕКТЫ И НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЕ УПРОЧНЕНИЕ В СПЛАВЕ FE–CR

ДРУЖКОВ А.П., АРБУЗОВ В.Л., ПЕРМИНОВ Д.А.

Методом позитронной аннигиляционной спектроскопии исследованы процессы накопления и отжига вакансионных дефектов в сплаве Fe–15.7 aт. % Cr технической чистоты, а также влияние этих процессов на низкотемпературное упрочнение сплава при электронном облучении до повреждающей дозы 10-3 сна в температурном интервале 270–370 K. Были проведены механические испытания на растяжение как в процессе облучения сплава, так и при последующем отжиге. Показано, что на начальных стадиях облучения прирост предела текучести вызван накоплением вакансионно-углеродных комплексов. С повышением дозы облучения рост предела текучести связывается с увеличением плотности трехмерных вакансионных кластеров. Для сплава, облученного при 370 K, рассмотрена также возможность вклада в его упрочнение высокохромистой фазы, зарождающейся в результате радиационно-ускоренного -расслоения.

СТРУКТУРА И МИКРОТВЕРДОСТЬ БЫСТРОЗАТВЕРДЕВШИХ ФОЛЬГ БИНАРНЫХ СПЛАВОВ ИНДИЯ

ШЕПЕЛЕВИЧ В.Г., ВАН ЦЗИНЦЗЕ

Рассмотрена структура индия и бинарных сплавов на его основе, полученных высокоскоростным затвердеванием. В быстрозатвердевших фольгах индия и его бинарных сплавах с оловом, свинцом, висмутом, цинком и сурьмой (до 0.6 ат. %) формируется текстура (101), а сплавах, содержащих большую концентрацию сурьмы, образуется текстура (001). Фольги сплавов, содержащих до 4 ат. % висмута, свинца и кадмия и 8 ат. % олова, являются однофазными. В фольгах сплавов, содержащих цинк и сурьму, выделяются дисперсные частицы цинка и антимонида индия.

СТРУКТУРА И ЭЛЕКТРОСОПРОТИВЛЕНИЕ ОСАЖДЕННЫХ В ВАКУУМЕ ДИСПЕРСНО-УПРОЧНЕННЫХ НАНОКОМПОЗИТОВ CU AL2O3

ЗОЗУЛЯ Э.В., ИЛЬИНСКИЙ А.И., КОЛУПАЕВ И.Н.

Методами рентгеновской дифрактометрии и просвечивающей электронной микроскопии исследована микроструктура дисперсно-упрочненных нанокомпозитов Cu Al2O3, полученных методом одновременного осаждения из паровой фазы Cu и Al2O3. Рассмотрено влияние дисперсности частиц оксида (Al2O3) и их содержания на электросопротивление композита. Полученные данные позволяют считать нанодисперсные частицы Al2O3 с размером менее 20 нм основным структурным фактором, обусловливающим электросопротивление композита.

ЭЛЕКТРОН-ФОНОННОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ В ПРОСТРАНСТВЕННО НЕУПОРЯДОЧЕННОЙ СИСТЕМЕ С СИЛЬНОЙ МЕЖЭЛЕКТРОННОЙ КОРРЕЛЯЦИЕЙ

ХАРРАСОВ М.Х., КЫЗЫРГУЛОВ И.Р., ХУСАИНОВ А.Т.

Модель Хаббарда, дополненная взаимодействием Холстейна локализованных электронов и оптических бездисперсных фононов, при помощи канонического преобразования сводится к модели, в которой происходят перескоки поляронов, а также рассеяния на “примесях”-рассеивателях, сопровождаемые перескоками и рассеяниями неограниченного числа фононов. Это обстоятельство и тот факт, что имеется сильное одноузельное взаимодействие электронов, присущее модели Хаббарда, приводят к необходимости формулировки новой теории явления и диаграммной техники. Развита теория возмущения по беспорядку для электронов, движущихся в случайном поле “примесей”-рассеивателей. Найдена коллективная мода фононного облака, окружающего полярон, и установлено влияние процессов рассеяния этой моды на энергетический спектр как локализованных, так и делокализованных поляронов. Движение делокализованных поляронов, обязанное их рассеянию, описано в приближении цепочечных диаграмм, когда не учитываются многочастичные неприводимые функции Грина полярона. Полученный электронный энергетический спектр имеет вид четырех подзон.