Физика металлов и металловедение

АВТОКОЛЕБАНИЯ АТОМНОЙ И МАГНИТНОЙ СТРУКТУРЫ В КРИСТАЛЛЕ ND2FE14B

ГОДОВИКОВ С.К., ЛАГУТИНА Е.С.

В магнитном металлическом кристалле Nd2Fe14B впервые обнаружен эффект взаимосвязанного движения атомов и изменения колебаний магнитной структуры. Процесс происходит циклически с периодом изменений в атомной структуре 1 мес и в магнитной – 8–12 дней. Колебания инициируются перемещением легких атомов бора по структурным вакансиям в результате однократного ударного электрического воздействия. Возникшая самоорганизующаяся атомная и магнитная структура имеет срок жизни 150 дней, после чего распадается в исходное равновесное состояние.

АВТОРЕЗОНАНСНОЕ ВОЗБУЖДЕНИЕ КОЛЕБАНИЙ ДОМЕННЫХ СТЕНОК В ФЕРРОМАГНИТНОЙ ПЛЕНКЕ

ШАМСУТДИНОВ М.А., КАЛЯКИН Л.А., СУХОНОСОВ А.Л., ХАЛФИНА А.А.

Аналитически и численно исследованы нелинейные колебания доменных стенок в ферромагнитной пленке с плоскопараллельной периодической доменной структурой во внешнем поле с медленно меняющимися амплитудой и частотой. Определены условия управляемого авторезонансного возбуждения нелинейных колебаний доменной стенки при наличии диссипации. Найдены пороговые значения амплитуды и скорости роста амплитуды поля накачки в зависимости от геометрических характеристик доменной структуры пленок, выше которых в системе наступает эффект автофазировки. Показано, что насыщение ферромагнитной пленки в авторезонансном режиме может произойти в полях, существенно меньших полей динамического стационарного намагничивания.

ВЛИЯНИЕ ЛЕГИРОВАНИЯ И ЗАМЕЩЕНИЙ НА НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ РАСПАД НЕСТЕХИОМЕТРИЧЕСКОГО BA2YCU3O7 -

БОБЫЛЕВ И.Б., ЗЮЗЕВА Н.А., КУЗНЕЦОВА Е.И., КРИНИЦИНА Т.П., СУДАРЕВА С.В., РОМАНОВ Е.П.

Исследовано влияние легирования (Ce, Pr), а также замещений Ba и Cu на Sr, Nd, Eu и Ni на низкотемпературный распад (t = 200–300°C) нестехиометрического по кислороду Ba2YCu3O7 - . Обнаружено, что как легирование, так и частичное замещение любого из основных элементов приводит к повышению устойчивости соединений типа 123 по отношению к распаду на бедную и богатую кислородом фазы. Легирование или замещение в количестве 2 ведут к сужению купола расслаивания и к снижению критической температуры. В первую очередь распад подавляется в теле зерна; для повышения устойчивости приграничных областей зерен необходима большая степень замещения ( 20 ат. %).

ДИНАМИЧЕСКИЕ ДОМЕННЫЕ СТРУКТУРЫ И ПЕТЛИ ГИСТЕРЕЗИСА ПЛЕНКИ ФЕРРИТА-ГРАНИТА С УМЕРЕННОЙ АНИЗОТРОПИЕЙ

КАНДАУРОВА Г.С., ПАШКО А.Г., ОСАДЧЕНКО В.Х.

Представлены результаты эксперимента по стробоскопическому наблюдению доменной структуры и измерению петель гистерезиса пленки феррита-граната с умеренной перпендикулярной анизотропией в гармоническом переменном поле в диапазоне частот f = (0.2–7) кГу и амплитуд H0 = (0–170) Э. Проведено прямое сопоставление динамических доменных структур конкретным участкам петель магнитного гистерезиса. Обнаружены новые формы динамических доменов, названные древовидными.

К ТЕОРИИ ДИФФУЗИИ В НЕОДНОРОДНЫХ СРЕДАХ. БОЛЬШИЕ ВРЕМЕНА ПРОЦЕССА

КЕСАРЕВ А.Г., КОНДРАТЬЕВ В.В.

Получены аналитические решения задачи одномерной диффузии в полубесконечной неоднородной среде при произвольной (монотонно убывающей) зависимости коэффициента диффузии D(x) от расстояния до ее границы для больших времен отжига, когда характерный масштаб изменения D(x) меньше размера диффузионной зоны. Показано, что она при определенных условиях по виду концентрационного профиля становится похожей на двухфазную зону с движущейся границей. Определены основные характеристики процесса: профили концентрации, положение и скорость диффузионного фронта. С целью апробации подхода и установления области его применимости проведено численное сравнение приближенных решений с известным точным, полученным для случая экспоненциальной зависимости D(x). В рамках развиваемого подхода обсуждаются особенности диффузии вблизи неравновесных границ зерен в наноструктурных материалах.

МЕТАЛЛОГРАФИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ МЕТАЛЛА НЕВЬЯНСКОЙ НАКЛОННОЙ БАШНИ, ПРОИЗВЕДЕННОГО В 18 ВЕКЕ НА НЕВЬЯНСКОМ ЧУГУНОПЛАВИЛЬНОМ И ЖЕЛЕЗОДЕЛАТЕЛЬНОМ ЗАВОДЕ АКИНФИЯ ДЕМИДОВА

РОДИОНОВ Д.П., СЧАСТЛИВЦЕВ В.М., ХЛЕБНИКОВА Ю.В.

Методом металлографии изучены особенности структуры металла (чугунных и железных элементов) Невьянской наклонной башни. На основе сравнительного анализа химического состава различных металлических образцов и литературных данных установлено, что качество уральского кричного железа не уступает лучшим образцам европейского (возможно шведского) металла, произведенного в тот же период. Показано, что по прочностным свойствам исследованные нами стальные образцы близки к современным сталям Ст3кп и Ст4кп, имеющим близкое к ним содержание углерода и кремния.

НЕУСТОЙЧИВОСТЬ ФАЗЫ FE23B6 ПРИ МЕХАНОТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ

БАРИНОВ В.А., ЦУРИН В.А., ВОРОНИН В.И., СУРИКОВ В.Т.

Представлены экспериментальные результаты, свидетельствующие о необычном состоянии, которое реализуется в ГЦК-структуре метастабильной фазы Fe23B6 при компактировании и дополнительном отжиге и проявляется макроскопически в виде процессов поглощения и выделения -Fe без изменения температуры магнитного превращения TC механосинтезированного сплава. Данные мессбауэровских исследований МС-сплава Fe23B6 позволяют предположить, что природа наблюдаемого феномена определяется изменениями параметров локального окружения атомов железа в кристаллографической позиции Fe(4a) элементарной ГЦК-ячейки.

О ВОЗМОЖНОСТИ АВТОБЛОКИРОВКИ ДИСЛОКАЦИЙ В РАЗЛИЧНЫХ МАТЕРИАЛАХ

ГРИНБЕРГ Б.А., ИВАНОВ М.А., КРУГЛИКОВ Н.А., АНТОНОВА О.В.

Проведены эксперименты по нагреву без нагрузки после предварительной пластической деформации ОЦК-металлов (армко-Fe, Mo). Температуры деформации и нагрева менялись в широких пределах. Не наблюдалось превращений дислокаций из криволинейной формы в прямолинейную заблокированную форму, т.е. не была обнаружена автоблокировка дислокаций в ОЦК-металлах, в отличие от исследованных ранее интерметаллидов типа Ni3Al и TiAl. Проведено сравнение поведения дислокаций в ОЦК-металлах с поведением одиночных дислокаций в TiAl. С использованием предложенной ранее модели, вводятся времена, характеризующие образование и разбегание перегибов. Показано, что смена соотношений между этими временами определяет изменение формы дислокаций как при пластической деформации, так и при нагреве без нагрузки. Анализ совокупности полученных экспериментальных данных приводит к заключению, что определяющую роль в блокировке и автоблокировке дислокаций играет многодолинный характер потенциального рельефа. Вследствие того, что в ОЦК-металле рельеф однодолинный, здесь не наблюдаются ни автоблокировка дислокаций, ни аномальный ход предела текучести. Рассматривается также вопрос о том, какие равновесные структуры ядра одиночной дислокации в TiAl соответствуют мелкой и глубокой долинам, а также, какой барьер необходимо преодолеть для перехода между ними.

О ПРИНЦИПАХ ДЕФОРМАЦИОННЫХ МЕТОДОВ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ЗЕРЕН АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ ДО УЛЬТРАМЕЛКИХ РАЗМЕРОВ. I. МЕЛКОЗЕРНИСТЫЕ СПЛАВЫ

МАРКУШЕВ М.В.

Рассмотрены базовые принципы – оптимальной гетерогенности структуры и поэтапного ее измельчения, положенные, соответственно, в основу определения структуры алюминиевых сплавов, необходимой для формирования в них мелкозернистого строения (с размером зерна от 1 до 10 15 мкм), и деформационно-термических методов его получения. Проанализирована физическая природа этих принципов, рассмотрены их особенности для термически упрочняемых и неупрочняемых сплавов, показана их реализация при получении мелкозернистых заготовок промежуточной и двухэтапной деформационно-термической обработкой. Обсуждены эффекты и сделан вывод о целесообразности совмещения обоих принципов в одной обработке для изготовления массивных мелкозернистых заготовок.

РАДИАЦИОННО-ИНДУЦИРОВАННАЯ СЕГРЕГАЦИЯ ДЕЙТЕРИЯ В АУСТЕНИТНЫХ СТАЛЯХ. ВЛИЯНИЕ ДЕФОРМАЦИИ

АРБУЗОВ В.Л., РАСПОПОВА Г.А., САГАРАДЗЕ В.В., ПЕЧЕРКИНА Н.Л., ЗУЕВ Ю.Н.

Методом ядерных реакций изучена радиационно-индуцированная сегрегация дейтерия в сталях Х16Н15М3(Т1) с различной микроструктурой – в закаленном и состаренном состояниях, а также после холодной пластической деформации. Показано, что интенсивность сегрегации зависит от исходной структуры образцов и максимальна после холодной пластической деформации. Предложен способ разделения вклада различного типа ловушек – элементов структуры – в захват имплантированного дейтерия в облученном объеме. Обсуждается механизм формирования и эволюции сегрегации под облучением.

СТРУКТУРА И ДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АСИММЕТРИЧНЫХ ВИХРЕПОДОБНЫХ СТЕНОК В НЕОДНОРОДНЫХ МАГНИТНЫХ ПЛЕНКАХ С ПЛОСКОСТНОЙ АНИЗОТРОПИЕЙ. II. ПЕРЕСТРОЙКА СТРУКТУРЫ В ТРЕХСЛОЙНЫХ ПЛЕНКАХ

ФИЛИППОВ Б.Н., ДУБОВИК М.Н., КАССАН-ОГЛЫ Ф.А.

На основе численного решения уравнений Ландау и Лифшица, с точным учетом полей, связанных с обменным, магнитно-анизотропным, диполь-дипольным и зеемановским взаимодействиями, рассмотрена нелинейная нестационарная динамика вихреподобных доменных стенок в трехслойных магнито-одноосных пленках с плоскостной анизотропией. Показано, что нелинейная динамическая перестройка структуры стенок происходит с участием трех- и четырехвихревых образований намагниченности. Выяснены причины появления тех или иных процессов. Аналогично двухслойным пленкам, установлено появление малых по сравнению с периодом динамических преобразований структуры стенок интервалов времени, на протяжении которых возникают попятные движения стенки. Установлена возможность подавления нестационарного движения стенок.

ФЕРРОМАГНИТНЫЙ РЕЗОНАНС В ПЛАСТИНЕ С ПОЛОСОВОЙ ДОМЕННОЙ СТРУКТУРОЙ С УЧЕТОМ НЕОДНОРОДНОСТИ РАЗМАГНИЧИВАЮЩЕГО ПОЛЯ

ШУЛЬГА Н.В., ДОРОШЕНКО Р.А., МАЛЬГИНОВА С.Д.

Проведено численное моделирование ферромагнитного резонанса в отсутствие внешнего магнитного поля в пластине с высоким фактором качества. Изучена доменная структура с блоховскими доменными стенками (ДС). Показано, что учет неоднородности собственного размагничивающего поля приводит к появлению дополнительных пиков в спектре ФМР. С уменьшением толщины пластины происходит смещение пиков резонансной кривой в область низких частот. Увеличение размера одного из доменов за счет другого приводит к возрастанию амплитуды восприимчивости низкочастотной моды ферромагнитного резонанса и смещению ее в область низких частот. Соответственно амплитуда восприимчивости высокочастотной моды уменьшается, и происходит ее смещение в область высоких частот. Кроме того, при резонансе в пластине с неравными доменами пик резонансной кривой, соответствующий высокочастотной моде, наблюдается и при возбуждении колебаний внешним переменным полем, перпендикулярным ДС, а низкочастотной – переменным полем, параллельным ДС. Обнаруженные особенности объясняются соответствующими изменениями неоднородного размагничивающего поля.