химический каталог




Нанокристаллические материалы: методы получения и свойства

Автор А.И.Гусев

ждался постепенным снижением микротвердости от 1,5 до 0,3-0,5 ГПа; скачкообразного падения HY не наблюдалось [439]. Снижение Нг и рост зерен начинались после отжига при 370 К. В отличие от nc-Ag, отжиг образцов на-нокристаллического оксида лс-MgO (d = 10 нм) вплоть до температуры 870 К не сопровождался изменением микротвердости, составлявшей 2,5±0,2 ГПа 870 К [509]. Разное поведение микротвердости нанокристаллических металла (nc-Ag) и керамика (лс-MgO) в результате отжига (рис. 5.4) указывает на более высокую структурную устойчивость нанокристаллической керамики и

сохранение в ней неизменного размера зерен вплоть до температур 800—900 К. Интересно, что отжиг ис-MgO при 870 < Т < 1070 К привел к увеличению микротвердости примерно на 30 %. Измерение микротвердости применяется как метод аттестации нанокомпозитов. В [510] промышленные порошки Си и Fe были размолоты в шаровой мельнице. Размол в среде аргона в течение 12—20 ч позволил получить порошковую смесь CuKrFet со средним размером зерен 10—20 нм. Нанопорошок был подвергнут предварительному холодному, а затем горячему прессованию под давлением 0,64 ГПа; температура горячего прессования была от 723 до 773 К. В результате удалось получить нано-композит Cu.JFe,. (0,15 <х< 1,0) с равномерным распределением зерен Fe и Си, имеющих размер 25—30 и 45—30 нм соответственно. Микротвердость лс-Cu и nc-Fe была в 4 раза выше по сравнению с Hv крупнозернистых Си и Fe. Микротвердость нано-композита CuKrFe, во всем интервале составов была на 40—50 % выше, чем ожидаемая аддитивная микротвердость Hv механической смеси. Наибольшее увеличение Hv наблюдалось для нано-композита с 70 % Fe.

Е,ГПа

Аналогичное повышение Hv обнаружено в нано-композитах Си—W и Си—Nb [511, 512]. Согласно [510], рост Ну в на-нокомпозите Си—Fe

141

обусловлен формированием границ раздела с повышенной плоИ ностью дислокаций, так как Си и Fe имеют разные (ГЦК и О ЦК) структуры.

Измерение скоростей продольных и поперечных ультразвуковых колебаний в СМК-Cu в зависимости от температуры отжига позволило оценить величину модуля упругости Е и модуля сдвига G [513]. Размер зерен СМК-Cu до отжига составлял 200— 400 нм. Отжиг проводили в интервале температур 373—623 К с шагом 25—50 К и выдержкой в течение 1 ч при каждой температуре. Значения ? и G исходной СМК-Cu были на 10—15 % меньше в сравнении с крупнозернистой медью. Ранее пониженная примерно на 30 % величина упругих модулей была обнаружена в нанокристаллическом лс-Pd [475, 514]. При температуре отжига 423—456 К наблюдалось скачкообразное увеличение Е и G (рис. 5.5). Изменения упругих модулей авторы [513] объяснили изменением структурного состояния границ зерен: в образцах СМК-Cu с размером зерен около 200 нм границы зерен были неравновесны и обладали избыточной энергией. Отжиг при Т > 423 К привел к релаксации границ зерен. В [159, 164] на основе данных [513] были оценены упругие модули границ зерен. Для границы толщиной 1 нм в равновесном состоянии Еу, = 0,16? и Ggl, = 0,12G. Аналогичная оценка показала, что толщина неравновесных границ зерен в СМК-металлах может достигать 4 нм.

Влияние температуры на модуль упругости ? и предел текучести субмикрокристаллической меди, полученной компактиро-ванием наночастиц (d ~ 80 нм) и методом равноканального углового прессования (d ~ 200 нм), изучено в [515, 516]. Медь, ком-пактированная из нанопорошка под давлением 1 ГПа, имела пористость около 11 %. Модуль упругости Е компактированной меди увеличивался после отжига при Т < 470—520 К и резко падал после отжига при 670 К вследствие роста зерен и одновременного увеличения пористости компактированной меди. Модуль упругости пластически деформированной меди при повышении температуры отжига быстро возрастает при 370—500 и 720—870 К, а предел текучести понижается. Скачок Е после отжига при 370 К авторы [515] объяснили закреплением зерногра-ничных дислокаций точечными дефектами и снижением дислокационной подвижности вследствие изменения структуры границ раздела, а второй скачок — исчезновением зернограничной фазы в результате роста зерен. В целом результаты [513—516] указывают на то, что необычные упругие свойства СМК-метал-лов обусловлены не только малым размером зерен, но и состоянием границ раздела.

Уменьшение размера зерен является известным способом повышения прочностных свойств материалов. Изучение зависимостей напряжение—деформация на компактированных образцах нанокристаллических Pd (d = 5—15 нм) и Си (d = 25—50 нм) [475] показало, что предел текучести с,, нанокристаллических металлов в 2—3 раза выше, чем крупнозернистых металлов. Заметный рост ct СМК-сплавов магния по сравнению с аналогичными крупнозернистыми сплавами обнаружили авторы [168]. В нанокристаллических сплавах Fe—Si—В, Fe—Со—Si—В, Fe— Си—Nb—Si—В и Pd—Си—Si, полученных кристаллизацией аморфных сплавов, уменьшение размера d частиц выделяющихся дисперсных фаз от 30—35 до примерно 10 нм сопровождается ростом предела текучести, тогда как при дальнейшем уменьшении d он снижается [503]. Прочность

страница 50
< 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
прокат звукового оборудования вакансии
Фирма Ренессанс: лестницы металлические в дом - доставка, монтаж.
кресло престиж gtp new
вещи на хранение тёплый контейнер арендовать

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
(10.12.2016)