Физика металлов и металловедение

ИССЛЕДОВАНИЕ ШИРИНЫ ЛИНИИ ФМР В ФЕРРИТ-ГРАНАТАХ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ ВЕЛИЧИНЫ И НАПРАВЛЕНИЯ СТАТИЧЕСКОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ

ГОБОВ Ю.Л., СТАРИЧЕНКО Д.В., ШВАЧКО Ю.Н., ШМАТОВ Г.А.

На примере пленки феррит-граната проведено экспериментальное и теоретическое исследование угловых зависимостей ширины линии ФМР при одновременном изменении величины и направления статического магнитного поля вблизи его резонансного значения. Показано, что наименьшая ширина линии реализуется только при условии одновременного изменения как величины, так и направления магнитного поля относительно осей анизотропии. Предложена экспериментальная методика получения двумерных спектров ФМР, позволяющая анализировать зависимость ширины линии ФМР в анизотропных магнетиках от двух параметров - величины и направления магнитного поля. Показано, что двумерное представление ФМР-спектров, в отличие от одномерных угловых зависимостей резонансных параметров, содержит более полную информацию о спектральных характеристиках пленки, включая неколлинеарные конфигурации полей. Полученные результаты позволяют предложить новый способ управления параметрами ФМР в анизотропных магнетиках, заключающийся в изменении ориентации дополнительного (сканирующего) магнитного поля по отношению к направлению резонансного поля. В частности, управление шириной линии ФМР может быть использовано при разработке устройств СВЧ-электроники.

КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ АМОРФНОГО СПЛАВА FE84B16 ПРИ НАГРЕВЕ С ПОСТОЯННОЙ СКОРОСТЬЮ

ТКАЧ В.И., МОИСЕЕВА Т.Н., РАССОЛОВ С.Г., КАМЕНЕВА В.Ю., МОРОЗ Т.Т.

Методом дискретизации линейного изменения температуры со временем проведен анализ процесса, лимитируемого диффузией роста кристаллов, и записано уравнение для их скорости роста в неизотермических условиях. Показано, что для случая нагрева с постоянной скоростью а и при условии, что энергия активации процесса диффузии Q >> Т, скорость роста кристаллов пропорциональна величине (T2/αQ)1/2,где величина в скобках имеет размерность времени. Методами рентгенографии и измерения электросопротивления изучен процесс кристаллизации аморфного сплава Fe84B16 при непрерывном нагреве и установлено, что переход осуществляется в две частично перекрывающиеся по температуре стадии, на первой из которых преимущественно кристаллизуется твердый раствор на основе α-железа, а на второй - тетрагональный борид Fe3B. Показано, что форма экспериментальных кинетических кривых неизотермической двухстадийной кристаллизации удовлетворительно описывается аддитивным кинетическим уравнением, записанным в рамках модели Колмогорова в предположении, что кристаллы обеих фаз формируются одновременно и независимо. Обсуждены значения параметров, полученных в результате подгонки.

КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МАРТЕНСИТА, ВОЗНИКАЮЩЕГО В УСЛОВИЯХ ВОЗДЕЙСТВИЯ УПРУГОЙ ДЕФОРМАЦИИ

ВОВК Я.И., ОШКАДЁРОВ С.П.

Рентгеновским методом на монокристаллах аустенита стали Fe-18%Ni-0.8%C определили ориентационное соотношение между кристаллическими решетками аустенита и мартенсита, который образуется под воздействием растягивающих упругих напряжений при температуре вблизи Мн. Указанное ориентационное соотношение не зависит от направления приложения нагрузки и соответствует ориентационному соотношению Гренингера-Трояно. При воздействии напряжения в изученных кристаллографических направлениях реализуются не более четырех вариантов ориентировки мартенсита и три-четыре их двойника по системе (II2)α(III)α вместо 24 возможных.

МЕХАНИЧЕСКИ СПЛАВЛЕННЫЕ ПОРОШКИ FE(100 - X)C(X); Х = 5-25 AT. %. II. ГИСТЕРЕЗИСНЫЕ МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА

ЕЛСУКОВ Е.П., ЗАГАЙНОВ А.В., УЛЬЯНОВ А.И., АРСЕНТЬЕВА Н.Б.

В работе представлены результаты исследования влияния структурно-фазового состояния механически сплавленных и отожженных порошков Fe-C на коэрцитивную силу и удельную намагниченность насыщения.

НАБЛЮДЕНИЕ СКОЛА В ВОЛЬФРАМЕ С ПОМОЩЬЮ ПРОСВЕЧИВАЮЩЕЙ ЭЛЕКТРОННОЙ МИКРОСКОПИИ

БЕЛОМЫТЦЕВ М.Ю.

Скол микрообразцов из монокристаллов вольфрама (размерами 15 х 4.5 х 4.5 мм) производили ударом при -196-950°С с предварительным нанесением надрезов в плоскостях {100}, {110}, {111}, {112}, {123}. Строение поверхности излома исследовали на односторонних фольгах с излома. Послойный анализ структуры металла при удалении от излома до 5 мм изучали методом просвечивающей электронной микроскопии на тонких фольгах. Показано наличие двух основных механизмов осуществления скола. При "низких" температурах (от -196°С до 700-800°С) - скольжением по плоскости {110} в направлении (110) серий регулярно расположенных дислокаций (до ~100 штук в серии) вслед за атомно-острой кромкой трещины (по геометрической схеме Бернса и Вебба). При "высоких" температурах - путем слияния элементарных ступенек одноатомной высоты позади фронта трещины. Для первого механизма характерен ступенчатый рельеф излома с высотой и шагом ступенек 10-20 нм и 50-200 нм, а также наличие "бездислокационной" зоны (толщиной несколько микрон) около него, где плотность дислокаций ρ ≤ 107 см-2. Для второго механизма характерно наличие только крупных нерегулярных ступенек скола высотой более 110 нм и шагом до 4.5 мкм и высокая плотность дислокаций (до ρ ≥ 1010 см-2) по всей толщине зоны деформации у излома. Безразмерная работа скола Г/(Gb) при -196°С составляет 2-600. Эта величина минимальна для скола по плоскости {100} в направлении (110) (Г/(Gb) - 2-20) и возрастает до 70-600 для иных, "неблагоприятных" систем скола ({100}(100)).

НЕЛИНЕЙНЫЕ РЕЖИМЫ РЕЗОНАНСНОЙ ПРЕЦЕССИИ МАГНИТНЫХ МОМЕНТОВ В ДВУХСЛОЙНОЙ СТРУКТУРЕ С АНТИФЕРРОМАГНИТНЫМ ТИПОМ СВЯЗИ

ШУТЫЙ А.М., СЕМЕНЦОВ Д.И.

В поперечном переменном поле исследовано динамическое поведение намагниченности в системе двух магнитных слоев с антиферромагнитным типом связи. Обнаружен ряд новых эффектов: ориентационный фазовый переход при изменении амплитуды (частоты) высокочастотного поля; дополнительный резонанс прецессионного движения магнитных моментов обеих пленок с удвоенным относительно высокочастотного поля периодом; прецессионный режим с удвоенным периодом колебаний магнитного момента только одной из пленок связанной системы; колебательный режим, характеризующийся большими амплитудами и периодом, превосходящим период переменного поля в несколько десятков раз.

НОВЫЙ МЕХАНИЗМ ЛОКАЛИЗАЦИИ ДЕФОРМАЦИИ В АУСТЕНИТНЫХ СТАЛЯХ. II. ВЛИЯНИЕ ДВОЙНИКОВАНИЯ НА ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПЕРЕОРИЕНТАЦИИ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ РЕШЕТКИ В ПОЛОСАХ ЛОКАЛИЗАЦИИ ДЕФОРМАЦИИ

ТЮМЕНЦЕВ А.Н., ЛИТОВЧЕНКО И.Ю., ПИНЖИН Ю.П., КОРОТАЕВ А.Д., ГИРСОВА С.Л., НЕСТЕРЕНКОВ В.А.

Представлены результаты экспериментального и теоретического исследования закономерностей переориентации кристаллической решетки при прокатке аустенитных сталей в условиях взаимодействия полос локализации деформации (ПЛД), формирующихся механизмом прямых и обратных γ → α → γ-мартенситных превращений, с двойниками деформации. С использованием матриц двойникования и γ → α → γ-превращения рассчитаны характерные значения векторов переориентации в ее комбинированных (двойникование + γ → α → γ-превращение) вариантах. Результаты расчетов подтверждены данными электронно-микроскопического исследования кристаллогеометрии переориентации решетки в ПЛД, развивающихся в субструктурах с высокой плотностью двойников деформации. Показана возможность формирования в результате совместного действия нескольких (дисклинационный, двойникование, γ → α → γ-превращение) механизмов переориентации кристалла нанокристаллических структурных состояний в ПЛД.

ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ И МАГНИТНЫХ СВОЙСТВ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ФЕРРОМАГНИТНЫХ СЛОЕВ В МУЛЬТИСЛОЙНЫХ ПЛЕНКАХ CO/PD

ИСХАКОВ Р.С., ШЕПЕТА Н.А., КОМОГОРЦЕВ С.В., СТОЛЯР С.В., ЧЕКАНОВА Л.А., БОНДАРЕНКО Г.Н., МАЛЬЦЕВ В.К., БАЛАЕВ А.Д.

Представлены результаты исследования мультислойных пленок Co/Pd методами рентгеноструктурного анализа, ядерного магнитного резонанса (ЯМР), а также магнитного анализа с использованием низкотемпературных термомагнитных кривых. Оказалось, что ферромагнитные слои Со в данных мультислойных образцах текстурированы, на рентгенограммах они характеризуются основным рефлексом (200) ГЦК, тогда как упаковка Pd описывается рефлексом (111) ГЦК. Величина намагниченности насыщения M(tCo) с уменьшением толщины индивидуального слоя кобальта до 6 Å уменьшается на 25%, что связано с образованием сплава CoPd на интерфейсе толщиной до 8 Å. Величина константы обмена A(tCo) с уменьшением толщины слоев Со также уменьшается, однако объяснить ход A(tCo) только процессами сплавообразования в области интерфейса нельзя. Спектры ЯМР этих мультислойных пленок раскладываются на две составляющие, одна из которых определяется ГЦК ближайшим окружением Со, а другая - ГПУ окружением. Вид спектров ЯМР, а также поведение A(tCo), как оказалось, обусловлены высокодефектным состоянием ферромагнитных слоев Со, которые реализуются как плотноупакованные ГЦК-структуры, с большим количеством ГПУ-дефектов упаковки.

ПРЕДПЕРЕХОДНЫЕ ЯВЛЕНИЯ И МАРТЕНСИТНОЕ ПРЕВРАЩЕНИЕ В СПЛАВЕ TI50NI25CU25 С НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРОЙ: ЯМР 63СU И МАГНИТНАЯ ВОСПРИИМЧИВОСТЬ

АЛЕКСАШИН Б.А., ГЕРАСИМОВ Е.Г., КОНДРАТЬЕВ В.В., КОРОЛЕВ А.В., МЕДВЕДЕВ Е.Ю., ПУШИН В.Г., СЕРИКОВ В.В., ТАНКЕЕВ А.П.

Приведены результаты температурных измерений интенсивностей спектров (I), сдвигов частоты ядерного магнитного резонанса (ЯМР) на ядрах 63Сu (63δ) и статической магнитной восприимчивости χ(Т) в сплаве с эффектом памяти формы (ЭПФ) Ti50Ni25Cu25, испытывающем термоупругое мартенситное превращение (МП) в образцах, имеющих различный размер нанозерна. Обнаруженная в В2-аустените тонкая структура спектров ЯМР связана с различным распределением атомов 63Сu во 2-й координационной сфере. Это подтверждается хорошим согласием экспериментальных интенсивностей линий с интенсивностями, рассчитанными по биномиальному распределению. Полученное из модельных представлений изменение соотношения интенсивностей "широкой" (пьедестала) и "узкой" частей спектров ЯМР 63Сu говорит о подчиняющемся биномиальному закону распределении атомов 63Сu также и в 3-й координационной сфере. Эволюция формы спектров с изменением температуры выявляет структурный переход В2 <=> В19. Измеренные зависимости сдвигов частоты 63δ на ядрах 63Сu, высокообратимые с температурой, свидетельствуют о предпереходных явлениях в данном сплаве и собственно мартенситном превращении. Температурные зависимости статической магнитной восприимчивости также указывают на структурный переход, но имеют гистерезисный характер. Обнаружено изменение температурного интервала МП в зависимости от размера нанозерна: при размере нанозерен порядка 5-10 нм он ниже приблизительно на 14 К, чем при размере нанозерен 50-100 нм. Из сдвигов частоты 63δ ядер 63Сu установлено, что в сплаве одновременно сосуществуют конфигурации атомов в диамагнитном (χ < 0) и парамагнитном (χ > 0) состоянии, давая в сумме по образцу преобладание парамагнетизма. Предполагается, что парамагнетизм в этом сплаве обусловлен орбитальным парамагнетизмом Ван Флека.

САМОРОДНЫЕ НАНОФАЗЫ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА - НОВЫЙ КЛАСС НАНОСТРУКТУРНЫХ ОБРАЗОВАНИЙ

ШЕРЕНДО Т.А., ЮРЧЕНКО Л.И., ПУШИН В.Г., ГАРАЕВА А.А., КАРЕТИН Ю.С.

Уникальные самородные металлические фазы (α-Fe и соединения системы Fe-Ni) в виде редко встречающихся и трудно диагностируемых наноразмерных образований впервые обнаружены нами в образцах керна Уральской сверхглубокой скважины. Эти ультрадисперсные природные выделения имеют преимущественно сфероидальную форму, окружены, как правило, оболочками из оксидов железа и в ассоциации с ними часто наблюдаются нанофазы карбидов железа. Они были выявлены и идентифицированы с помощью методов термомагнитного анализа, рентгеновской дифрактометрии и электронной микроскопии высокого разрешения, включая режим микродифракции.

СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЕ ПРИ МНОГОПРОХОДНОЙ ГОРЯЧЕЙ ДЕФОРМАЦИИ С ВТМО КОНСТРУКЦИОННОЙ СТАЛИ

БУХВАЛОВ А.Б., ГРИГОРЬЕВА Е.В., НИКОЛАЕВА Н.В.

В лабораторных условиях проведена многопроходная горячая прокатка с высокотемпературной термомеханической обработкой полос из стали 30ХГСН2А марочного состава и плавок с микролегирующими добавками. На основе данных осциллографической регистрации температурного режима и режима обжатий рассчитаны температурная модель и параметры модели структурных процессов горячей прокатки с ВТМО на заключительных проходах: время рекристаллизации деформированного аустенита, начальный размер рекристаллизованного зерна, размер зерна собирательного роста, накопленная степень деформации и связанный с ней наклеп аустенита. Определены механические свойства после закалки до состояния мартенсита и отпуска, оценены эффекты ВТМО, влияние микролегирования ванадием и молибденом на процессы рекристаллизации и упрочнения.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНО-АКУСТИЧЕСКОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ В АМОРФНОМ СПЛАВЕ FE81-B13.5-SI3.5-C2

ИЛЬЯСОВ Р.С., ГЛАВАТСКИХ М.Ю.

Экспериментально исследованы температурные зависимости основных параметров электромагнитно-акустического преобразования (ЭМАП) в ферромагнитном аморфном сплаве Fe81-B13.5-Si3.5-C2. Обнаружены аномалии рассматриваемых параметров в области релаксации закалочных напряжений, в районе структурной релаксации и вблизи точки Кюри. Показано, что изменения магнито-упругих характеристик в основном связаны с релаксацией напряжений, которая относится к необратимым процессам, а изменение упругих свойств в большей степени определяется структурной релаксацией. Замечено, что аномалии параметров ЭМАП в аморфных и кристаллических ферромагнетиках вблизи точки Кюри аналогичны, но эффект усиления эффективности ЭМАП вблизи точки Кюри в аморфных сплавах выражен слабее.