химический каталог




Нанокристаллические материалы: методы получения и свойства

Автор А.И.Гусев

м позволяют получить нанокристаллические сплавы с размером зерен 50—200 нм и Нс = 3200 А/м или же со средним размером зерен 15—50 нм Н,. = 8800 А/м и повышенной остаточной намагниченностью соответственно [499, 579]. Возрастание коэрцитивной силы связано с выделением тонкодисперсных кристаллических фаз, из которых наиболее высококоэрцитивна кубическая фаза a-Со. Высококоэрцитивное состояние сплава, полученного быстрой кристаллизацией, термически стабильно и сохраняется неизменным после отжига при 673 К. Согласно [499, 579], повышение коэрцитивной силы быстро закристаллизованного сплава по сравнению с медленно закристаллизованным является следствием выделения анизотропных однодоменных частиц ОЦК a-Fe с большой намагниченностью насыщения, с одной стороны, и уменьшения размера зерен a-Со, с другой. Увеличение остаточной намагниченности нанокристаллического сплава может быть вызвано обменным взаимодействием между намагниченностью зерен, размер которых меньше ширины междоменной границы.

166

6. НАНОСТРУКТУРА НЕУПОРЯДОЧЕННЫХ СИСТЕМ

Исследования стекол и аморфных металлических сплавов, выполненные после 1985 года, показывают, что для неупорядоченных материалов характерна своеобразная наноструктура. Подтверждением нанонеоднородной структуры аморфных металлических сплавов служат, в частности, результаты дифракционных и электронно-микроскопических исследований [164, 165, 498—504, 560, 561], рассмотренные в предшествующих разделах. Аналогичные выводы о нанонеоднородном строении стекол и аморфных веществ были независимо сделаны на основе исследований низкоэнергетических колебательных спектров и свойств, определяемых спектральным распределением упругих колебаний. Кратко рассмотрим результаты этих исследований.

Колебательные спектры таких неупорядоченных систем, как стекла и аморфные тела, существенно отличаются от спектров обычных кристаллов. Плотность колебательных состояний кристаллов в низкоэнергетической области хорошо описывается де-баевским законом (3.20). В отличие от кристалла в спектрах стекол и аморфных веществ при энергиях меньше 1 К наблюдается постоянная плотность колебательных состояний, а в области энергий 2—10 мэВ (более 15 К) имеется избыточная (по сравнению с дебаевской) плотность колебательных состояний. Эта избыточная плотность состояний наблюдается во всех стеклах и проявляется в низкоэнергетических спектрах неупругого рассеяния нейтронов, низкочастотных спектрах комбинационного рассеяния света (КРС), в спектрах инфракрасного поглощения, в низкотемпературной теплоемкости и теплопроводности. Согласно модельным представлениям [580—584], колебательные возбуждения, ответственные за избыточную плотность состояний в неупорядоченных телах, локализованы в области, содержащей от нескольких десятков до сотни атомов и имеющей размер от одного до нескольких нанометров. Таким образом, низкоэнергетические особенности фононных спектров неупорядоченных материалов свидетельствуют о наличии в структуре аморфных веществ и стекол характерного пространственного масштаба порядка нескольких нанометров, т. е. о наноструктурном строении указанных материалов.

Действительно, сопоставление и анализ колебательных спектров наночастиц и экспериментальных результатов по фонон-ным спектрам и низкотемпературной теплоемкости наночастиц и наноматериалов (см. раздел 3.3) с наблюдаемыми особенностями низкоэнергетических спектров неупорядоченных тел обнаруживают в обоих случаях более высокую, чем в кристаллах, плотность колебательных состояний в области энергий меньше 15 мэВ и как следствие более высокую теплоемкость нанокристаллических и неупорядоченных материалов по сравнению с кристаллами. Различие колебательных спектров нанокристаллических и стеклообразных материалов в области низких частот состоит в том, что в стеклах избыточная плотность колебательных состояний выглядит как пик (рис. 6.1), а в нанокристаллических материалах с размером частиц около 10 нм — как наплыв (см., например, рис. 3.12 по плотности фононных состояний g (со) для «-Ni).

Низкоэнергетические квазилокальные возбуждения в стеклообразных материалах и их кристаллических аналогах As2S3, Si02 и Mg7()Zn30 были изучены методами неупругого некогерентного рассеяния нейтронов и комбинационного рассеяния света [584]. Неупругое рассеяние нейтронов дает прямую информацию о плотности колебательных состояний (см. рис. 6.1). Избыточная плотность колебательных состояний Ag(co) = g(co) - gD(co), где gD(tt>) — их дебаевская плотность, найденная по экспериментальным скоростям звука, для всех трех неупорядоченных материалов представляет собой пик, который в максимуме превышает gD(cu) при этой энергии в 2—6 раз. Одинаковая спектральная форма приведенной избыточной плотности состояний Ag' = = Ag(co)/Ag(G}nlax) как функции от?Д?гаа1 в стеклах разного химического состава, с различными характером ближнего порядка и типом химической связи (плоскостная структура в As2S3, ковалент-ные связи в Si02, плотная упаковка в металлических стеклах Mg70Zn30) указывает на универсальный характе

страница 60
< 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
контактные линзы по 90 линз
изготовление напольных информационных щитов
кинг сонг моноколесо обзор
чиллер консервация

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
(19.09.2017)