химический каталог




Нанокристаллические материалы: методы получения и свойства

Автор А.И.Гусев

маленькие кристаллы метастабильного сильно пересыщенного твердого раствора фосфора в никеле Ni(P) и только после этого появляются кристаллы фосфидов никеля. Предполагается, что барьером для роста кристаллов может быть аморфная фаза.

Нанокристаллическую ленту удается получать и непосредственно в процессе спиннингования. В [159] методом спиннингова-ния получена лента сплава Ni65Al35. Лента состояла из кристаллов интерметаллида NiAl со средним размером зерна около 2 мкм; кристаллы в свою очередь обладали очень равномерной микродвойниковой субструктурой с характерными размерами в несколько десятков нанометров. Эта субструктура препятствовала распространению микротрещин и тем самым повышала пластичность и вязкость хрупкого интерметаллида NiAl.

Кристаллизация аморфных сплавов особенно активно изучается в связи с возможностью создания нанокристаллических

ферромагнитных сплавов систем Fe—Си—М—Si—В (М—Nb,

Та, W, Mo, Zr), имеющих очень низкую коэрцитивную силу и высокую магнитную проницаемость, т. е. мягких магнитных мате-;

риалов. j

В работе [160] на основе изучения тонких пленок сплава Ni—•! Fe показано, что мягкие магнитные свойства улучшаются при] уменьшении эффективной магнитокристаллической анизотропии. Этого можно достичь, если увеличить число зерен, участву-1 ющих в обменном взаимодействии в тонких магнитных пленках. Иначе говоря, уменьшение размера приводит к росту обменного) взаимодействия, ослаблению магнитокристаллической анизот-1 ропии и тем самым к улучшению мягких магнитных свойств. По^ зднее эта идея была реализована экспериментально путем HJ правленной кристаллизации многокомпонентных аморфныИ сплавов. Мягкими магнитными материалами являются Si-coflejB жащие стали, поэтому первоначальные попытки улучшения' мягких магнитных свойств путем кристаллизации аморфных сплавов были предприняты на сплавах системы Fe—Si—В с добавками меди. Однако получить сплавы с нанокристаллической структурой не удалось. Только введение в аморфный сплав Fe— Si—В помимо Си добавок переходных металлов IV—VII групп позволило получить в результате кристаллизации нанокристаллическую структуру [161]. Кристаллизацией аморфных сплавов Fe—Си—Nb—Si—В при 700—900 К получен сплав с однородной нанокристаллической структурой. В этом сплаве в аморфной матрице равномерно распределены зерна ОЦК-фазы oc-Fe(Si) размером примерно 10 нм и кластеры меди размером менее 1 нм.

Предварительные (перед кристаллизационным отжигом) деформация прокаткой аморфных сплавов Fe—Си—Nb—Si—В ИЛИ их низкотемпературный отжиг позволяют еще уменьшить размер зерна приблизительно до 5 нм [162, 163]. Например, холодная прокатка аморфного сплава Fe735CulNb1Si|35B9 до величины деформации около 6 % (по удлинению ленты) и последующий отжиг в вакууме при 813 К в течение 1 ч привели к выделению в аморфной фазе нанокристаллических зерен ОЦК-фазы ое-Fe(Si) со средним размером примерно 6—8 нм; средний размер зерен в нанокристаллическом сплаве, подвергнутом только отжигу при 813 К в течение 1 ч составлял 8—10 нм. Низкотемпературный отжиг аморфного сплава Fe7,5CU|Nb3Si|.,5Bg при температуре 723 К в течение 1 ч в сочетании с последующим кратковременным (в течение 10 с) высокотемпературным отжигом при 923 К позволил достигнуть среднего размера зерна ОЦК-фазы 4—5 нм. Уменьшение размера зерна в сплаве Fe—Си—Nb—Si—В после ступенчатого отжига приблизило этот сплав к структуре чистых компактных нанокристаллических металлов с размером зерна 2—5 нм, получаемой методом компактирования [130— 134]. Дополнительные деформационная или термическая обработки, понизившие размер зерна, не изменили фазовый состав сплава. По мнению авторов [163], это означает, что фазовый состав сплава Fe735CulNb3Sil35B<) окончательно формируется на последней высокотемпературной стадии обработки. Уменьшение размера зерен нанокристаллической фазы вследствие предварительных деформационной или термической обработки обусловлено образованием в аморфной матрице дополнительных центров кристаллизации.

В результате кристаллизации быстро затвердевающих аморфных алюминиевых сплавов А1—Сг—Се—М (М—Fe, Со, Ni, Си) с содержанием более 92 ат. % А1 образуется структура, содержащая аморфную фазу и выделившиеся в ней икосаэдри54

55

ческие наночастицы {d - 5—12 нм), богатые А1 [164]. Это хорошо проиллюстрировано на микрофотографии быстро затвердевающего сплава А1,4,Сг3Се|Со,, с дисперсными выделениями икосаэдрической фазы и снятых с некоторых участков сплава электронограммах (рис. 2.4). Интересно, что вид электронограм-мы дисперсной фазы зависит от величины участка, на котором происходит дифракция точно сфокусированного пучка электронов. Например, электронограмма, снятая с участка диаметром

1 нм, принадлежащего области В, дает ГЦК-структуру (рис. 2.4fo), тогда как на электронограмме, полученной с участка диаметром 3 нм, наблюдаются отражения, соответствующие осям симметрии 5-го порядка. Это означает, что выделяющиеся наночастицы на расстояниях около 1 нм имеют неупорядоченную структуру (без симметрии 5-го порядка), а

страница 21
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74

Скачать книгу "Нанокристаллические материалы: методы получения и свойства" (1.38Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
ремонт бытовой техники в краснознаменске
буквы из нержавейки без выходных
когда собираеться жидкость в локте
датчик перепада давления воздуха qbм 81.3

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(18.08.2017)