Физика металлов и металловедение

АТТЕСТАЦИЯ АТОМНО-КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ МЕТАЛЛОВ НА ОСНОВЕ МИРАЖ-ЭФФЕКТА

БУБАКЕР К.

В статье развиваются основы комплексного теоретико-экспериментального метода оценки атомно-кристаллической структуры. Продемонстрирована методика на основе мираж-эффекта для идентификации неизвестных структур материала как изначально локально кристаллически дефектных или результата предшествовавшей обработки. Использование лазерного пучка с характерным гауссовым распределением сделало возможным построить для случая сигнала фототермического отклонения простой алгоритм описания частотного отклика атомно-кристаллической структуры на модулированное тепловое воздействие и тем самым установления ее наиболее вероятной модификации. Получены интересные результаты на ряде образцов закаленной или отожженной стали. Окончательная верификация метода должна производиться на материале, подвергнутом существенно различным обработкам.

ГОФРИРОВАНИЕ МЕЖКРИСТАЛЛИТНЫХ ГРАНИЦ ПРИ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ

ГУБЕРНАТОРОВ В.В., ВЛАДИМИРОВ Л.Р., СЫЧЕВА Т.С., СУРКОВ Ю.П.

Предложен новый механизм формирования извилистых межкристаллитных (межзеренных) границ в металле при высокотемпературной термомеханической обработке (ВТМО). В его основе лежит явление гофрирования определенных слоев металла при деформации.

К ТЕОРИИ МАГНИТНОЙ ВОСПРИИМЧИВОСТИ ЛОКАЛИЗОВАННЫХ НА ПРИМЕСЯХ РЕЗОНАНСНЫХ СОСТОЯНИЙ ЭЛЕКТРОНОВ

ОКУЛОВ B.И., ПАМЯТНЫХ Е.А., ГЕРГЕРТ А.В.

На основе подхода Фриделя развито теоретическое описание аномалий спиновой магнитной восприимчивости, связанных с резонансным рассеянием электронов проводимости на примесях в металлах и легированных полупроводниках. Показано, что локализация электронной плотности в условиях резонанса приводит к температурной зависимости восприимчивости, описываемой законом Кюри-Вейсса, и к максимумам в концентрационных и температурных зависимостях, отражающим явление резонанса.

МЕССБАУЭРОВСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ МЕЖСЛОЙНЫХ ГРАНИЦ БИСЛОЕВ СО/СОО

УСТИНОВ B.В., КАЙГОРОДОВ В.Н., ПОПОВ В.В., КРИНИЦИНА Т.П., АРХИПОВА Н.К., МАТВЕЕВ С.А., БУРХАНОВ А.М., ЕФРЕМОВА С.А.

Методами электронной микроскопии и мессбауэровской спектроскопии выполнены исследования пленок Со и бислоев Со/СоО, нанесенных методом магнетронного напыления на монокристаллические подложки MgO (100) и А12О3 (110). Изучены поверхностные, объемные и межфазные ЯГР-спектры исследуемых пленок и бислоев. Показано, что атомы 57Co(57Fe), расположенные в районе межфазной границы Со/СоО, могут находиться в различных магнитных состояниях, иметь различные валентности и химическое окружение.

МЕХАНИЗМ ОБРАЗОВАНИЯ, ТОНКАЯ СТРУКТУРА, СВЕРХПРОВОДЯЩИЕ СВОЙСТВА ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СВЕРХПРОВОДНИКОВ И КОМПОЗИТОВ НА ИХ ОСНОВЕ

РОМАНОВ Е.П., БЛИНОВА Ю.В., СУДАРЕВА С.В., КРИНИЦИНА Т.П., АКИМОВ И.И.

Выполнен обзор работ и представлены собственные результаты авторов (в основном полученные с помощью просвечивающей электронной микроскопии) по важным проблемам, касающимся структуры ВТСП-материалов, включая сверхпроводящие композиты на основе Bi-керамики: механизмы образования основной сверхпроводящей фазы 2223 из прекурсоров (жидкостный и диффузионный), синтактическое прорастание гомологических фаз 2223, 2212, 2201, механизмы проникновения атомов серебра из Ag-оболочки в керамику, местонахождение углерода в композите Bi-керамика/Ag. Обсуждается влияние всех перечисленных факторов на сверхпроводящие характеристики ВТСП-материалов.

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ТОНКАЯ СТРУКТУРА ОТОЖЖЕННОГО И ВОДОРОДОФАЗОНАКЛЕПАННОГО ПАЛЛАДИЯ

ЖИРОВ Г.И., ГОЛЬЦОВ В.А., ШАТАЛОВА Г.Е., ГЛЯКОВ Д.А.

Изучено упрочнение палладия при водородофазовом наклепе в результате обратного ß → α-гидридного фазового превращения в сплавах палладий-водород. Показано, что степень водородофазового наклепа в основном определяется разностью удельных объемов превращающихся фаз. С понижением температуры превращения и увеличением разности удельных объемов превращающихся фаз упрочнение палладия при водородофазовом наклепе закономерно усиливается, а его пластичность уменьшается. При этом плотность дислокаций и величина микроискажений возрастает, а блоки мозаики измельчаются.

ПОВЕДЕНИЕ МАГНИТНЫХ И МАГНИТОРЕЗИСТИВНЫХ СВОЙСТВ НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ СО/СU/СО ПЛЕНОК ПРИ СТУПЕНЧАТОМ ОТЖИГЕ

САМАРДАК A.С., ЧЕБОТКЕВИЧ Л.А.

Исследованы Со/Сu/Со пленки с dCu = 1.0 нм и 2.1 нм (соответственно первый и второй АФМ максимумы) и однослойные пленки Со, полученные в одном технологическом цикле методом магнетронного распыления в атмосфере Аr. Изучено поведение коэрцитивной силы и магниторезистивного отношения при ступенчатом отжиге в интервале температур 250-400°С. Коэффициент корреляции между магниторезистивным отношением и полем насыщения (энергией косвенной обменной связи между Со слоями) при ступенчатом отжиге, равен 0.97 и 0.95 для 1-го и 2-го АФМ максимумов соответственно. Коэффициент корреляции между коэрцитивной силой и полем насыщения в интервале температур 20-300°С, равен 0.98-0.99. При Тотж > 35О°С, когда начинается интенсивный рост размеров зерен, корреляция между Нс и Hs нарушается. Установлены границы временной и температурной стабильности Δρ/ρ и Hс при ступенчатом отжиге пленок. Показано, что поведение Δρ/ρ, Hс и магнитной анизотропии трехслойных пленок обусловлено структурными изменениями (размерами зерен, амплитудой шероховатости). Поведение констант магнитной анизотропии К1u и К2u зависит от температуры отжига и толщины немагнитной прослойки.

СИНТЕЗ ТИТАНОАЛЮМИНИДНЫХ ПОКРЫТИЙ МЕТОДОМ МЕХАНИЧЕСКОГО СПЛАВЛЕНИЯ И ПОСЛЕДУЮЩЕГО ОТЖИГА НА ПОВЕРХНОСТИ ТИТАНА И АЛЮМИНИЯ

РОМАНЬКОВ C.Е., КАЛОШКИН С.Д., ПУСТОВ Л.Ю.

Интерметаллидные покрытия на основе системы Ti-Al получены на поверхности титана и алюминия методом механического сплавления с последующим отжигом. Слой титана наносился на образцы алюминия, а алюминиевый слой и смесь алюминия с титаном - на образцы титана. Под воздействием ударов шаров в вибрационной мельнице частицы порошка осаждаются на подложках, на поверхности образцов образуются соответствующие слои, характеризующиеся очень хорошим сцеплением. При последующем нагреве в результате химического взаимодействия между титаном и алюминием формируются диффузионные слои на основе титаноалюминидных фаз. В случае нанесения слоя титана на алюминий температурный интервал превращений находится между 600650°С: сначала формируется фаза на основе соединения Ti3Al5, затем по мере диффузионного насыщения формируется слой на основе Al2Ti и в конечном итоге - соединение Al3Ti. Скорости реакций определяются температурой нагрева и временем выдержки. На титане с нанесенным на его поверхность слоем (Ti + Аl) в температурном интервале 600-900°С формируются соединения Al3Ti, Al2Ti, TiAl и Ti3Al. В случае нанесения на титан гомогенного слоя алюминия после отжига были зарегистрированы только соединения Al3Ti и Ti3Al.

СТРУКТУРА И СВОЙСТВА БЕСТИТАНОВЫХ МАРТЕНСИТНО-СТАРЕЮЩИХ СПЛАВОВ

РУСАНЕНКО В.В., ЕДНЕРАЛ А.Ф., ЛИБМАН М.А.

Установлены закономерности изменений структуры, фазового состава и физико-механических свойств беститановых мартенситно-стареющих (МС) сплавов на основе системы Fe-15-23% Ni-Co, Mo, V после нагрева в однофазной α- и двухфазной α + γ-области. Установлено, что упрочнение МС-сплавов типа Н15К10М5Ф5 связано с выделением дисперсных частиц (20-50 нм) интерметаллидных фаз: фазы Ni3(Mo, V) с ГПУ-решеткой и фазы Лавеса Fe2(Mo, V) (в сплавах Н23К9М6-с образованием фаз Ni3Mo и Fe2Mo). Показано, что двухступенчатое старение сплава Н15К10М5Ф5 приводит к дополнительному упрочнению на 200-250 МПа и обеспечивает достижение предела прочности σB = 2400-2450 МПа. Получены высокопрочные мартенситно-стареющие сплавы Н15К10М5Ф5 с двумя уровнями коэрцитивной силы Нс: а) магнитнополутвердые МС-сплавы с Hс = = 20-50 Э, σB = 2100-2400 МПа; б) магнитнотвердые МС-сплавы с Нс = 180-230 Э, σB = 1500-1800 МПа. Высокопрочные беститановые МС-сплавы Н15К10М5Ф5 и Н23К9М6 обладают свойствами конструкционных, упругих и магнитных сплавов и являются многофункциональными материалами. Эти сплавы могут применяться в перспективных изделиях современной техники и в качестве магнитных материалов с высокой прочностью.

СТРУКТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО НИКЕЛЯ, ПОДВЕРГНУТОГО КРУЧЕНИЮ ПОД ВЫСОКИМ ДАВЛЕНИЕМ

КИЛЬМАМЕТОВ А.Р., ВАЛИЕВ Р.З., ИСЛАМГАЛИЕВ Р.К., НУРИСЛАМОВА Г.В.

В работе впервые исследованы особенности микроструктуры нанокристаллического никеля, полученного методом электроосаждения (ЭО) и дополнительно подвергнутого ИПДК. Для сравнения представлены структурные особенности образцов, полученных "традиционным" применением ИПДК для исходного крупнозернистого состояния материала. Установлено, что применение ИПДК к нанокристаллическому никелю, привело к сохранению нанометрического среднего размера зерна 30-40 нм, существенному снижению в 2-3 раза внутренних напряжений и формированию принципиально нового типа кристаллографической текстуры, отличающегося от ранее выявленного типа текстур сдвига, характерных для ИПДК образцов, в которых в качестве исходного материала использовались крупнозернистые заготовки.

ТЕРМИЧЕСКАЯ СТАБИЛЬНОСТЬ НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО НИОБИЯ, ПОЛУЧЕННОГО ИНТЕНСИВНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИЕЙ

ПОПОВА Е.Н., ПОПОВ В.В., РОМАНОВ Е.П., ПИЛЮГИН В.П.

Методом интенсивной пластической деформации (сдвиг под давлением) получен нанокристаллический ниобий с размерами зерен порядка 100 нм. Методом просвечивающей электронной микроскопии изучена эволюция его структуры при разных температурах отжига в интервале 400-800°С. Установлено, что при 400-600°С протекают процессы возврата. При этом границы зерен становятся тоньше и ровнее, плотность дислокаций внутри зерен понижается, а размеры зерен не увеличиваются, т.е. в этом температурном интервале нанокристаллическая структура термически стабильна. Повышение температуры отжига до 700°С приводит к интенсивному протеканию рекристаллизации. Размеры зерен увеличиваются на порядок, а ширина распределения по размерам заметно возрастает. Микротвердость изменяется в соответствии с эволюцией структуры.

ФОРМА ЛИНИИ МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА В АНИЗОТРОПНЫХ СВЕРХПРОВОДНИКАХ С НЕРЕГУЛЯРНОЙ ВИХРЕВОЙ РЕШЕТКОЙ

МИНКИН A.В., ЦАРЕВСКИЙ С.Л.

Построена форма линии ЯМР в сверхпроводниках II рода с учетом изменения неоднородности магнитного поля нерегулярной вихревой решетки вблизи поверхности сверхпроводника. Показано, что форма линии ЯМР не просто уширяется, а заметно меняется в зависимости от степени нерегулярности вихревой решетки сверхпроводника. Это изменение связано с понижением локальной симметрии нерегулярной вихревой решетки сверхпроводника. Учет данного обстоятельства может существенно изменить выводы относительно типа вихревой решетки и параметров сверхпроводника, которые обычно извлекают из анализа формы линии ЯМР.

ЭНЕРГИЯ АКТИВАЦИИ МИГРАЦИИ ВАКАНСИЙ В ГРАНИЦАХ НАКЛОНА [001] В НИКЕЛЕ

МУРЗАЕВ Р.Т., НАЗАРОВ А.А.

С помощью атомного компьютерного моделирования методом молекулярной статики с использованием потенциала метода погруженного атома рассчитана энергия активации миграции вакансий в границах наклона [001] в никеле при воздействии однородного растягивающего напряжения и наличии внесенной зернограничной дислокации (ЗГД). Исследована специальная граница Σ = 5 (θ = 36.9°), а также граница с углом разориентировки θ = 37.9°, период которой содержит 20 структурных единиц границы Σ = 5 (θ = 36.9°) и одну единицу границы Σ = 5 (θ = 53.1°), моделирующую ЗГД. Показано, что высокие приложенные напряжения и дальнодействующие напряжения ЗГД не оказывают сколько-либо существенного влияния на энергию активации миграции вакансий. Анализ с использованием результатов расчета энергии образования вакансий [1] показывает, что коэффициент диффузии по границам зерен за счет внутренних напряжений в упорядоченных границах может повыситься лишь незначительно.