химический каталог




Нанокристаллические материалы: методы получения и свойства

Автор А.И.Гусев

зерен от 60—100 до 6—10 нм обнаружено в [486—489]. Этот эффект, по мнению авторов, вызван ростом вклада диффузионной подвижности в процесс деформации при уменьшении d. Рост Hv при уменьшении зерен n-Cu, n-Fe, n-Ki наблюдали в [475, 490—492].

Интересный факт отмечен в [493]: рост или снижение Hv зависят от того, каким методом изменяли размер зерна. Увеличение Hv при уменьшении d (точнее, пропорциональная зависимость Hv от drm согласно закону Холла—Петча (5.2)) наблюдается, когда измерения проводят на разных образцах, различающихся размером зерен. Рост твердости при увеличении d до некоторого значения, а затем снижение Hv наблюдаются, как правило, при измерении Hv на одном и том же образце, размер зерна в котором растет в процессе отжига. Например, первоначальный отжиг при 569 К компактированного «-Pd в течение 60— 90 минут приводит к росту зерен и увеличению твердости на 7— 11 %; более продолжительный отжиг, приводящий к дальнейшему росту зерен, сопровождался понижением твердости. Микротвердость компактированной м-Cu увеличивалась на 4—5 % в течение первых 20—30 мин отжига при 423 К, а затем понижалась (рис. 5.1) [493].

134

135

Результаты измерений твердости нанокристаллических металлов Ag, Си, Pd, Se, Fe, Ni на разных образцах одного металла, имеющих разный размер зерна, были обобщены [494]. Согласно [494], если несколько независимо полученных образцов нано-кристаллического металла имеют зерна разного размера, то твердость таких образцов увеличивается при уменьшении d до 4—6 нм; зависимость Hv от dr112 подчиняется закону Холла—Пет-ча (5.2). Твердость интерметаллидов и сплавов, в которых размер зерна изменяли отжигом, зависит от d более сложным образом: сначала увеличение d приводит к росту Hv, а затем к уменьшению [494]. Иначе говоря, в случае роста зерен вследствие отжига зависимость Холла—Петча выполняется только при d > 12—20 нм. По мнению автора [495], в области малых значений d твердость нанокристаллических материалов понижается в результате того, что объемная доля тройных стыков становится больше объемной доли границ зерен.

Согласно [494, 496], противоречивость экспериментальных данных по размерной зависимости твердости наноматериалов может быть следствием разной структуры границ раздела. В связи с этим представляют интерес результаты изучения микротвердости СМК-сплавов Al085Mg| 5 [170, 497]. Они показали, что даже при неизменном размере зерна d - 150 нм уменьшение степени неравновесности границ раздела, достигаемое с помощью отжига, заметно влияет на величину микротвердости. По данным электронной микроскопии, последовательный отжиг СМК сплава Al985Mg, 5 (d ~ 150 нм) при 400 К приводит к релаксации границ зерен и их постепенному переходу в равновесное состояние, хотя размер зерен не менялся. Релаксация границ зерен вследствие отжига сопровождалась снижением микротвердости от 1,7 до 1,4 ГПа.

Неоднозначное выполнение закона Холла—Петча наблюдается и для нанокристаллических сплавов, полученных кристаллизацией аморфных сплавов Fe—Si—В, Fe—Со—Si—В, Fe— Си—Nb—Si—В, Pd—Си—Si. Кристаллизация этих аморфных сплавов приводит к выделению мелкодисперсных фаз с размером зерна несколько нанометров. Так, в сплавах Fe—Si—В в аморфной фазе выделяются зерна ОЦК-фазы a-Fe (Si) и борида Fe2B. В богатых кобальтом сплавах Fe—Со—Si—В в аморфной фазе могут выделяться а- и р-Со, Co2Si, Со2В (или (Fe, Со)2В) и a-Fe [498, 499]. В нанокристаллических сплавах Fe—Си—Nb-—

136

Si—В в аморфной матрице распределены частицы основной дисперсной ОЦК-фазы a-Fe(Si) размером 5—15 нм и кластеры меди [161, 500, 501]. В нанокристаллических сплавах Pd—Си—Si обнаруживаются частицы Pd, Pd5Si и Pd9Si2 размером от 5 до 30 нм [502, 503]. Фазовый состав сплавов и размер зерен дисперсных фаз зависят от условий термической и (или) деформационной обработки.

В работе [503] изучена зависимость микротвердости этих нанокристаллических сплавов от размера зерен выделяющихся дисперсных фаз. Изменение размера зерен достигалось в основном изменением температуры отжига. Полученные в [503] зависимости микротвердости Hv нанокристаллических сплавов от drxrl (d — размер частицы нанокристаллической дисперсной фазы) показаны на рис. 5.2. Как видно, зависимость Холла—Петча справедлива для всех изученных в [503] сплавов в области от d ~ 10 до d ~ 100 нм и более. При размере зерна d < 10 нм закон Холла— Петча выполняется только для сплава Ре73,5Си^Ьз81]35Ва. Для

137

остальных сплавов уменьшение размера зерен от d ~ 10 нм d - 4 нм сопровождается снижением микротвердости. Заметим, что для обсуждаемых нанокристаллических сплавов (за исключением сплава Fe735Cu,Nb3Si,3_,B„) зависимость микротвердости от размера зерна, изменяемого с помощью отжига, имеет такой же вид, как в [493, 494].

микротвердости AU ,V,Fe, и AL,

Контроль структуры нанокристаллических и квазинанокрис-таллических материалов, полученных кристаллизацией аморфных сплавов, является эффективным средством достижения высокой прочности на растяжение в сочетании с хорошей ковкостью. В разделе

страница 48
< 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
шины и камеры для гироскутера
аренда микроавтобуса на сутки
билеты в театр сайт
сковорода gastrolux отзывы

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
(23.07.2017)