Нанокристаллическая структура

Cтраница 2

Из-за пористости свойства порошковых нанокристаллических материалов непостоянны. В то же время получение и переработка нанокристаллических порошков является наиболее универсальным методом, пригодным для создания нанокристаллической структуры в разнообразных материалах. [16]

Путем кристаллизации таких аморфных материалов получают нанокристаллические сплавы с размером зерна 8 - 20 нм, обладающие уникальными магнитными свойствами. Кристаллизация аморфных сплавов осуществляется при малой подвижности атомов, что в большей степени благоприятствует образованию кристаллитов, чем их росту, т.е. способствует формированию нанокристаллической структуры. [17]

Основываясь на этом уравнении состояния для сверхпластического течения, можно ожидать [349, 350], что уменьшение размера зерна должно привести к резкому повышению сверхпластических свойств и достижению сверхпластичности при относительно низких температурах и / или высоких скоростях деформаций. Эти исследования начались в двух направлениях: первое - это получение объемных образцов с однородной структурой и размером зерна менее 1мкм ( уровень суб-микрокристаллов) с помощью РКУ-прессования или многократной ковки; второе - это получение нанокристаллических структур в образцах с малыми геометрическими размерами ( менее 15 - 20мм), используя метод интенсивной пластической деформации кручением. [18]

Основываясь на этом уравнении состояния для сверхпластического течения, можно ожидать [349, 350], что уменьшение размера зерна должно привести к резкому повышению сверхпластических свойств и достижению сверхпластичности при относительно низких температурах и / или высоких скоростях деформаций. Эти исследования начались в двух направлениях: первое - это получение объемных образцов с однородной структурой и размером зерна менее 1 мкм ( уровень суб-микрокристаллов) с помощью РКУ-прессования или многократной ковки; второе - это получение нанокристаллических структур в образцах с малыми геометрическими размерами ( менее 15 - 20мм), используя метод интенсивной пластической деформации кручением. [19]

Нанокристаллическая структура образуется также при кристаллизации аморфного сплава. Получаемые аморфные материалы ( например, ленты), отжигаются так, чтобы возникло как можно больше центров кристаллизации при низкой скорости роста кристаллов. Отметим также, что в ряде способов получения аморфных структур возможно образование нанокристаллических структур при некотором снижении скоростей охлаждения. [20]

Мягкими магнитными материалами являются Si-содержащие стали, поэтому попытки улучшения мягких магнитных свойств путем кристаллизации аморфных сплавов сначала проводились на сплавах системы Fe-Si-B с добавками меди. Кристаллизация аморфных сплавов Fe-Cu-Nb-Si-B при 700 - 900 К позволила получить сплав с однородной нанокристаллической структурой. В этом сплаве в аморфной матрице равномерно распределены зерна ОЦК фазы a - Fe ( Si) размером порядка 10 нм и кластеры меди размером менее 1 нм. [21]

В этом методе нанокристаллическая структура создается в аморфном сплаве путем его кристаллизации. Спиннингование, т.е. получение тонких лент аморфных металлических сплавов с помощью быстрого ( со скоростью не менее 106 К / с) охлаждения расплава на поверхности вращающегося диска или барабана отработано достаточно хорошо. Далее аморфная лента отжигается при контролируемой температуре для кристаллизации. Для создания нанокристаллической структуры отжиг проводится так, чтобы возникало большое число центров кристаллизации, а скорость роста кристаллов была низкой. Первой стадией кристаллизации может быть выделение мелких кристаллов промежуточных метастабильных фаз. [22]

Зависимость модулей. [23]

Нанокристаллические материалы характеризуются не только малыми размерами и большеугловыми разориентировками соседних зерен, но и специфической дефектной структурой границ, необычной морфологией избыточных фаз, повышенным уровнем внутренних напряжений, кристаллографической текстурой и др. Так, в нанокристал-лическом армко-железе ( технически чистое железо, 99 85 %), полученном интенсивной пластической деформацией, происходит полное растворение цементита и образование пересыщенного твердого раствора углерода; имеет место образование пересыщенных твердых растворов в нанокристаллических сплавах алюминия с исходными взаимно нерастворимыми фазами. Получаемые нанбкристаллические материалы метастабильны или неравновесны. Сам уровень метаста-бильности или неравновесности существенным образом зависит от метода получения материала. Все это в значительной степени определяет свойства нанокристаллических структур. [24]

Мягкие магнитные сплавы систем Fe-Cu-Nb-Si-B и Fe-M-B ( где M-Zr, Hf, Nb или Та), получаемые быстрой закалкой в виде ленты, неустойчивы при высокой температуре. Между тем в ряде случаев, например, для использования в записывающих магнитных головках, требуются тонкопленочные мягкие магнитные материалы, имеющие термическую стабильность, достаточную, чтобы сохранить свои свойства в процессе высокотемпературного соединения с подложкой. Пленки аморфных сплавов наносят распылением и затем кристаллизуют при порядка 700 К. Наиболее изученной является система Fe-Ta-C, сплавы которой имеют высокую термическую стабильность и могут сохранять нанокристаллическую структуру до температуры 1000 К. В случае, если имеется избыток тантала или углерода, могут образовываться другие соединения. [25]

Значительный интерес представляют сплавы на основе Fe и Ni, содержащие Al, Ti, Cr, V, Мо, Со и W в разных сочетаниях, а также от 5 до 12 ат. Аморфные ленты этих сплавов получают спиннингованием, а затем ленты консолидируют экструзией или горячим изостатическим прессованием. Во время процесса консолидации сплавы полностью кристаллизуются с образованием нанокристаллической структуры. [26]

Известно, что методом порошковой металлургии можно получать твердые растворы путем размалывания порошков чистых компонентов в высокоскоростных шаровых мельницах в газовой среде. При размоле чистых компонентов происходит процесс сплавообразования, который сопровождается образованием стабильных, метастабильных и нестабильных фаз. Формирование стабильных и метастабильных фаз для систем с отрицательной энтальпией смешения объясняется с позиций стимулированных деформацией диффузионных реакций. Метастабильные фазы формируются в том случае, когда образование стабильных фаз подавлено путем сильной пластической деформации. Механизм сгшавообразования в системах с положительной энтальпией смешения более сложен с точки зрения термодинамики, но представляет большой интерес с точки зрения получения нового класса неорганических материалов на основе систем с взаимно нерастворимыми элементами. К таким системам относятся Fe-Cu, Fe-Bi, Ag-Cu и другие. Они не смешиваются ни в твердом, ни в жидком состояниях, А.В. Корзниковы [13] показано, что ИПД сплавов с ограниченной растворимостью в твердом состоянии приводит к формированию сверхпересышенных твердых растворов с нанокристаллической структурой. [27]

Страницы: 1 2