Физика металлов и металловедение

ВЛИЯНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ДЕФЕКТНОЙ СТРУКТУРЫ В ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ МЕДИ НА ЕЕ УПРУГИЕ СВОЙСТВА

КОРОБОВ А.И., ЭКОНОМОВ А.Н.

Представлены результаты экспериментальных исследований влияния изменения дефектной структуры в поликристаллической меди на ее линейные и нелинейные упругие свойства. Исследования проводились в трех сериях образцов, изготовленных из медной электротехнической проволоки марки ПЭВ-1: отожженных, закаленных и в образцах, не подвергавшихся термической обработке. В результате этого в каждой серии образцов образовалась различная дефектная структура. Исследование упругих свойств образцов проводилось в процессе непрерывного изменения дефектной структуры, вызываемого пластической деформацией образцов. Проведенные металлографический и рентгеноструктурный анализы до и после приложения к образцам пластической деформации позволили установить корреляцию между упругими свойствами и состоянием дефектной структуры в них.

ДОМЕННЫЕ ГРАНИЦЫ И НЕЛИНЕЙНЫЕ ВОЛНЫ В ТЕТРАГОНАЛЬНОМ АНТИФЕРРОМАГНЕТИКЕ СО СПИРАЛЬНОЙ СТРУКТУРОЙ

ШАМСУТДИНОВ Д.М., САБИТОВ Р.М., СУЛТАНАЕВ Я.Т.

Теоретически исследована структура и динамика 90-градусных q-доменных стенок, разделяющих области с направлениями вектора геликоида q || [100] и q || [010], в тетрагональном легкоплоскостном антиферромагнетике со спиральной структурой. Показано, что энергия q-доменных стенок в несоизмеримой фазе может оказаться много меньше энергии обычных доменных стенок в соизмеримой фазе. Найдена уединенная волна, соответствующая движущейся вдоль оси [001] 90-градусной q-доменной стенке, а также двухсолитонное решение, описывающее взаимодействие двух 90-градусных q-доменных стенок.

ИССЛЕДОВАНИЕ ФАЗОВОГО СОСТАВА ДИФФУЗИОННОЙ ЗОНЫ СИСТЕМЫ ВИСМУТ-ИНДИЙ ПРИ КОНТАКТНОМ ПЛАВЛЕНИИ

САВВИН B.С., АЗАВИ А.К., КАДОЧНИКОВА А.С., ПОВЗНЕР А.А.

Показана невозможность диффузионного формирования макроскопических промежуточных твердых фаз при конкурирующем росте промежуточной жидкой фазы. Результаты контактного плавления в нестационарно-диффузионном режиме позволяют рассчитать состав жидкой прослойки на межфазных границах. Выяснено, что в системе Bi-In при температурах, соответствующих области существования промежуточных твердых фаз, концентрационный интервал жидкой прослойки близок к равновесному интервалу гомогенности жидкой фазы по равновесной диаграмме состояния и имеет тенденцию к расширению за счет пересыщенных висмутом растворов. Предложена модель, согласно которой промежуточные твердые фазы формируются не диффузионным путем, а в результате кристаллизации метастабильной части жидкой прослойки.

ИССЛЕДОВАНИЕ ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ В NI3AL СУПЕРСПЛАВЕ ПОСЛЕ УДАРНО-ВОЛНОВОГО НАГРУЖЕНИЯ

КАЗАНЦЕВА Н.В., ГРИНБЕРГ Б.А., ШОРОХОВ Е.В., ПИРОГОВ А.Н., ДОРОФЕЕВ Ю.А.

Исследованы фазовые превращения в монокристалле никелевого суперсплава после импульсного ударно-волнового нагружения. Нагружение образцов проводилось ударом стальной пластиной (максимальное давление на поверхности образцов 100 ГПа, длительность импульса воздействия 10 мкс) и при торможении на преграде продуктов взрыва (максимальное давление - 20 ГПа, длительность импульса воздействия 10 мкс). В зависимости от условий воздействия на образец реализовывались разные градиенты спада давления за фронтом. В образце после 20 ГПа обнаружена высокая плотность дислокаций, а в образце после 100 ГПа наблюдается образование полосовой структуры, кристаллографическое направление полос разориентации - (111). Методами PCА, нейтронографии и ПЭМ с высоким разрешением в образцах после ударного нагружения обнаружено фазовое превращение L12 → DO22. Микродвойники деформации DO22-фазы наблюдаются вблизи микротрещин.

МАГНИТОСТАТИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ИЗМЕНЕНИЯ ФОРМЫ 180° ДОМЕННЫХ СТЕНОК ВОЗЛЕ МЕЖЗЕРЕННЫХ ГРАНИЦ В ПЛАСТИНАХ ТРЕХОСНЫХ ФЕРРОМАГНЕТИКОВ ТИПА FE-3%SI СПЛАВА

ШЕЙКО Л.М., БАГРИЙЧУК А.С., МИЛЮКОВА И.Р.

Исследованы особенности пространственного распределения спонтанной намагниченности Ms(r), магнитных полей рассеяния Hm(r) и конфигурация z(г) блоховских доменных стенок в пластинах трехосных ферромагнетиков типа сплава Fe-3%Si с плоскостью поверхности (011) в отсутствии внешних магнитных полей (Не = 0) в рамках теории микромагнетизма. Как показали расчеты, распределение векторов Ms внутри полосовых доменов становится неоднородным, а доменные стенки заметно искривляются возле межзеренных границ под влиянием магнитостатических полей Hm(r), связанных с границами зерен. Термодинамической причиной существования указанных эффектов в образцах исследуемых материалов является значительное понижение магнитостатической энергии Fm. Обсуждены зависимости связанных с МЗГ эффектов от ориентации МЗГ, величины магнитной кристаллографической анизотропии К{ и периода 2d доменной структуры, формирующейся около МЗГ.

ОБЛАСТИ СОПРЯЖЕНИЯ КРИСТАЛЛИТОВ В ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ПЕРЕХОДНЫХ И БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛАХ. II. ЭНТАЛЬПИИ ОБРАЗОВАНИЯ ВАКАНСИЙ И КОМПЛЕКСОВ ВАКАНСИЙ С КИСЛОРОДОМ В ЯДРЕ ОБЛАСТЕЙ СОПРЯЖЕНИЯ КРИСТАЛЛИТОВ В ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ СГ, ТА И W

КЛОЦМАН C.М., КАЙГОРОДОВ В.Н., ДУДАРЕВ М.С., ЕРМАКОВ А.В., РУДЕНКО В.К.

Комплексы вакансий с атомами кислорода (комплексы-(VасО)), образующиеся в ядре областей сопряжения кристаллитов (ОСК) поликристаллических металлов, обусловливают изменение межатомных расстояний в этой области поликристалла. Эти изменения межатомных расстояний после отжигов в техническом вакууме фиксируются как изменения изомерных сдвигов δ1 компонент-1 спектров ЯГР излучения атомных зондов (A3) 57Co(57Fe), которые локализованы в ядре ОСК (область локализации состояний-1 A3). Выделены вклады δcmpl|,1 { в изомерные сдвиги δ1, которые пропорциональны концентрациям Ccmpl, 1 комплексов-(VасО). Впервые измерены энтальпии Qcmpl, 1 образования комплексов-(VасО) и определены энтальпии QVac, 1 образования одиночных вакансий в ядре ОСК поликристаллов Сг, Та и W. Энтальпии Qcmpl, 1 и QVac, l образования точечных дефектов в ядре ОСК, как и энтальпии QVac, vol образования вакансий в объеме металлов, линейно зависят от соответствующих гомологических температур Λi,j.

ПРОНИКНОВЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ ЧЕРЕЗ МУЛЬТИСЛОЙНЫЕ И КЛАСТЕРНО-СЛОИСТЫЕ НАНОСТРУКТУРЫ FE/CR

УСТИНОВ B.В., РИНКЕВИЧ А.Б., РОМАШЕВ Л.Н., МИЛЯЕВ М.А., БУРХАНОВ А.М., СИДУН Н.Н., КУЗНЕЦОВ Е.А.

Исследовано прохождение электромагнитных волн миллиметрового диапазона через сверхрешетки Fe/Cr. Измерения выполнены на частотах от 26 до 38 ГГц в постоянных магнитных полях до 14 кЭ. Показано, что изменения модуля коэффициента прохождения через сверхрешетку вызваны двумя физическими механизмами: изменениями поверхностного импеданса за счет джоулевых потерь и прецессией магнитного момента в условиях ферромагнитного резонанса (ФМР). Проведено сопоставление гигантского магниторезистивного эффекта и изменений микроволнового коэффициента прохождения. С использованием кривых намагничивания рассчитаны спектры акустической ветви ФМР в модели биквадратичного обмена, которые оказались близки к измеренным. Проведены оценки обменных констант. По ширине линии ФМР в микроволновом прохождении выполнены оценки параметра затухания Гильберта.

РАСЧЕТ НАПРЯЖЕНИЙ В АМОРФНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЯХ

ГОНЧУКОВА Н.О., СМИРНОВ В.В., ДРУГОВ А.Н.

Проведены расчеты напряжений в аморфных металлических покрытиях на основании предположения о том, что покрытия на подложках можно рассматривать как спаи стекла с упругим телом, для которых существуют хорошо развитые методы расчета напряжений. Расчеты проведены для следующих модельных покрытий: для двух плазменно-напыленных покрытий в предположении, что исходными продуктами для их получения являются быстрозакаленные аморфные сплавы Ni67Сг7Fе3Мn1Si7В13, Fe58Ni20Si9B13 и для химически осажденных покрытий Ni-P (14 ат. % Р). Рассмотрено влияние различных факторов на напряжения в покрытиях.

СПЛАВЫ НА ОСНОВЕ НИКЕЛИДА ТИТАНА: ИОННО-ЛУЧЕВАЯ, ПЛАЗМЕННАЯ И ХИМИЧЕСКАЯ МОДИФИКАЦИИ ПОВЕРХНОСТИ

ЛОТКОВ A.И., МЕЙСНЕР Л.Л., ГРИШКОВ В.Н.

Представлены результаты исследования закономерностей и особенностей влияния параметров ионной модификации поверхности и ионного азотирования сплавов на основе TiNi на элементный состав, структурно-фазовые состояния модифицированных слоев и коррозионные свойства этих сплавов. Показано, что наиболее важными эффектами ионнолучевого воздействия на поверхность сплавов на основе TiNi являются: 1) насыщение их внешних поверхностных слоев толщиной до 30 нм кислородом, и 2) перераспределение элементного состава мишени с образованием безникелевого и следующего за ним обедненного никелем слоя, так что суммарная толщина слоя с низким содержанием Ni достигает 60 нм. На примере сплава TiNi продемонстрирована перспективность получения методом ионного азотирования градиентно-слоистых сплавов с ЭПФ, обладающих защитно-упрочняющим нитридным слоем с низким (в ~5 раз по сравнению с TiNi) содержанием никеля на его поверхности и мультизонным строением примыкающей к нитридному слою диффузионной зоны.

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПОЛНЫХ ЭНЕРГИЙ ПЕРЕСТАНОВОЧНЫХ ИЗОМЕРОВ МИКРОКЛАСТЕРОВ FE В ГЦК-МАТРИЦЕ AG

ЛУКОЯНОВ A.В., НЕКРАСОВ И.А., АНИСИМОВ В.И., ЕРМАКОВ А.Е.

В данной статье представлены результаты расчетов и сравнительный анализ полных энергий перестановочных изомеров примесных микрокластеров Fe в ГЦК-матрице Ag. Расчеты выполнены в приближении локальной электронной (спиновой) плотности (L(S)DA - Local (Spin) Density Approximation) методом TB-LMTO-ASA (ТВ - Tight Binding, LMTO - Linearized Muffin-Tin Orbitals, ASA -Atomic Sphere Approximation). Подобные микрокластеры могут образовываться в виде перестановочных изомеров в структуре ГЦК в поверхностном слое кристаллов Ag в процессе формирования образца. В данной работе были рассчитаны полные энергии различных геометрических конфигураций с числом атомов Fe в микрокластере N = 6, 7, 8 и 9. Также в случае микрокластера Fe с N - 6 атомов были рассмотрены различные варианты коллинеарного расположения локальных моментов на различных ионах Fe в микрокластере. Показано, что полные энергии перестановочных изомеров с N = 7, 8 и 9 атомов сближаются с ростом числа атомов микрокластера. Изменение конфигурации локальных моментов ионов Fe в микрокластере незначительно меняет полную энергию.

ТЕРМИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ И ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ ПРИ НАГРЕВЕ В СПЛАВАХ FE-P, ПОЛУЧЕННЫХ ИМПУЛЬСНЫМ ЭЛЕКТРОЛИЗОМ

ГУЛИВЕЦ А.Н., ЗАБЛУДОВСКИЙ В.А., БАСКЕВИЧ А.С., ГАНИЧ Р.Ф.

Методами рентгеноструктурного и дифференциально термического анализов исследовано влияние импульсных режимов тока на структуру и термическую устойчивость электроосажденных сплавов Fe-P. Установлено, что в исследованных сплавах с увеличением содержания фосфора начало кристаллизации при нагреве смещается в область более высоких температур. Определено, что конечными продуктами распада при кристаллизации аморфных и микрокристаллических сплавов Fe-P являются равновесные фазы α-Fe и F3P. Показано, что на формирование рентгеноаморфной и нанокри-сталлической структуры основное влияние оказывают неравновесные условия кристаллизации при импульсном электролизе, вызванные большой скоростью изменения перенапряжения на катоде.

УСЛОВИЯ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ ГЕНЕРАЦИИ УПРУГИХ ВОЛН НЕРАВНОВЕСНЫМИ ЭЛЕКТРОНАМИ В МЕТАЛЛАХ С КУБИЧЕСКОЙ РЕШЕТКОЙ

КАЩЕНКО М.П., СКОРИКОВА Н.А., ЧАЩИНА В.Г.

Для случая модельного закона дисперсии электронов (в приближении сильной связи с учетом первых и вторых соседей) в кристаллах с ОЦК-решеткой проведен анализ формы s-поверхностей, разделяющих в пространстве квазиимпульсов пары электронных состояний потенциально активных в генерации (усилении) волн смещений атомов, управляющих ростом мартенситного кристалла в условиях больших градиентов химического потенциала. Для кристаллов с ОЦК- и ГЦК-решеткой рассчитаны: плотности электронных состояний; доли пар электронных состояний (потенциально активных в генерации фононов) в зависимости от положения уровня Ферми |i относительно энергии εп пика плотности состояний, при фиксированном энергетическом интервале |μ - ε| ≤ ∆ для ∆ = 0.2 эВ. Проводится обсуждение результатов и отмечается необходимость учета влияния искажений решетки в межфазной области на пороговые условия генерации фононов.

ФЕРРОМАГНИТНЫЙ РЕЗОНАНС В МУЛЬТИСЛОЙНОЙ СТРУКТУРЕ С КОСВЕННЫМ ОБМЕННЫМ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕМ

ШУТЫЙ А.М., СЕМЕНЦОВ Д.И.

Исследована резонансная динамика магнитных моментов мультислойной обменносвязанной структуры в плоскостных подмагничивающем и СВЧ-полях. Выявлено, что наличие кристаллографической магнитной анизотропии приводит к появлению минимума в полевой зависимости резонансной частоты акустической моды и к соответствующему ему максимуму магнитной восприимчивости. Обнаружен новый режим с сильно различающимися амплитудами прецессии магнитных моментов подсистем структуры. Показано, что данный режим имеет место при подмагничивающих полях и частотах вблизи значений, отвечающих пересечению акустической и оптической резонансных ветвей, и эффективно управляется изменением плоскостного угла СВЧ-поля.