Фазовые и структурные превращения в нанокристаллическом сплаве Fe72.5Cu1Nb2Mo1.5Si14B9

Н.Н. Никульченков, А.С. Юровских, Ю.Н. Стародубцев, М.Л. Лобанов показать трудоустройства и электронную почту
Получена: 29 октября 2018; Исправлена: 01 декабря 2018; Принята: 09 декабря 2018
Цитирование: Н.Н. Никульченков, А.С. Юровских, Ю.Н. Стародубцев, М.Л. Лобанов. Фазовые и структурные превращения в нанокристаллическом сплаве Fe72.5Cu1Nb2Mo1.5Si14B9. Письма о материалах. 2019. Т.9. №1. С.64-69
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2019-1-64-69

Аннотация

На примере сплава типа Finemet (Fe72.5Cu1Nb2Mo1.5Si14B9) сопоставлением результатов рентгенографических и калориметрических исследований проанализирована возможность применения модели структурных единиц к описанию аморфного состояния.Материалом для исследования являлась металлическая лента с аморфной структурой, которая была получена методом быстрой закалки расплава из магнитомягкого сплава типа Finemet модифицированного молибденом Fe72.5Cu1Nb2Mo1.5Si14B9. Методами терморентгеновского фазового, калориметрического и дилатометрического анализов определялись температурные интервалы превращений при переходе материала из аморфного состояния в нанокристаллическое с последующей рекристаллизацией. Каждый метод характеризовался собственной скоростью нагрева: рентгеновский - эффективная скорость нагрева 1 °/мин; калориметрический - 30 °/мин; дилатометрический – 20 °/мин. Независимо от скорости нагрева в материале последовательно наблюдались фазовое (кристаллизация) и структурное (рекристаллизация) превращения. C уменьшением скорости нагрева существенно понижается температура кристаллизации, а температура рекристаллизации снижается незначительно. Из калориметрических данных были рассчитаны удельные теплоты кристаллизации – 386 кДж/моль и рекристаллизации – 88 кДж/моль. На основе сопоставления результатов рентгенографических и калориметрических исследований проанализирована возможность применения модели структурных единиц к описанию аморфного состояния. Предполагалось, что все конденсированные состояния материала (аморфное, нанокристаллическое и рекристаллизованное) отличаются размерами областей когерентного рассеяния (ОКР). Нижняя оценка размеров ОКР проводилась по ширине рентгеновского гало для аморфного состояния и уширению дифракционной линии (110) для поликристаллов. В качестве структурной единицы принималась ячейка Вигнера-Зейтца (усеченный октаэдр), включающая один атом. Сравнивались удельные теплоты превращений с количеством энергии, возникающей при переходе атома с границы ОКР в узел кристаллической решетки. Показана удовлетворительная применимость модели структурных единиц для описания аморфного состояния.

Ссылки (21)

1. P. Duwes, R. H. Willens, W. Klement. Jr. Nature. 187, 869 (1960). Crossref
2. V. A. Milyutin, I. V. Gervaseva, V. S. Gaviko, E. G. Volkova, E. C. Beaugnon. Phys. Met. Metallogr. 118 (5), 493 (2017). (In Russian) [В. А. Милютин, И. В. Гервасьева, E. Beaugnon, В. С. Гавико, Е. Г. Волкова. ФММ. 118 (5), 493 (2017).]. Crossref
3. V. S. Tsepelev, Yu. N. Starodubtsev, V. A. Zelenin, V. A. Kataev, V. Ya, Belozerov, V. V. Konashkov. Phys. Met. Metallogr. 118 (6) 584 (2017). (In Russian) [В. С. Цепелев, Ю. Н. Стародубцев В. А. Зеленин, В. А. Катаев, В. Я. Белозеров, В. В. Конашков. ФММ. 118 (6), 584 (2017).]. Crossref
4. R. Goldstein, D. Lisovenko, A. Chentsov, S. Lavrentyev. Letters on Materials. 7 (4), 355 (2017). (In Russian) [Р. В. Гольдштейн, Д. С. Лисовенко, А. В. Ченцов, С. Ю. Лаврентьев. Письма о материалах. 7 (4), 355 (2017). Crossref
5. C. Suryanarayana, A. Inoue. Inter. Mater. Rev. 58 (3), 131 (2013). Crossref
6. Yu. Starodubtsev, V. Belozerov. Komponenty i tekhnologii. (4), 144 (2007). (In Russian) [Ю. Стародубцев, В. Белозеров. Компоненты и технологии. (4) 144 (2007).].
7. Y. Yoshizawa, S. Oguma, K. Yamauchi. J. Appl. Phys. 64 (10), 6044 (1988). Crossref
8. Y Yoshizawa, K. Yamauchi. Mater. Trans. 31 (4), 307 (1990). Crossref
9. G. Herzer. In: Handbook of magnetic materials (K. H. J. Buschow). Hanau, Elsevier. (1997). 3 (10) P. 415 - 462. Crossref
10. Y. Q. Cheng, E. Ma. Progr. Mater. Sci. 56 (4), 379 (2011). Crossref
11. L. Son, R. Ryltcev, V. Sidorov, D. Sordelet. Mater. Sci. Eng. 449 - 451, 582 (2007). Crossref
12. D. V. Louzguine , V. I. Pol’kin. Izv. vuzov. Tsvet. metallurgiya. (6), 43 (2015). (In Russian) [Д. В. Лузгин, В. И. Полькин. Изв. вузов. Цвет. металлургия. (6), 43 (2015).]. Crossref
13. D. B. Miracle, D. V. Louzguine-Luzgin, L. V. Louzguina-Luzgina, A. Inoue. Inter. Mater. Rev. 55 (4), 219 (2010). Crossref
14. V. A Polukhin, D. Kurbanova, N. A. Vatolin. Melts. 5, 337 (2017). (In Russian) [В. А Полухин, Э. Д. Курбанова, Н. А. Ватолин. Расплавы. (5), 337 (2017).].
15. V. S. Kraposhin. A. A. Talis. Melts. (2), 85 (2016). (In Russian) [В. С. Крапошин, А. А. Талис. Расплавы. 2, 85 (2016).].
16. Yu. N. Starodubtsev, V. Ya. Belozerov. Magnitnye svoistva amorphnykh i nanokristallycheskikh splavov. Ekaterinburg, Izdatelstvo Uralskogo Universiteta (2002) 366 p. (In Russian) [Ю. Н. Стародубцев, В. Я. Белозеров Магнитные свойства аморфных и нанокристаллических сплавов. Екатеринбург, Изд-во Урал. ун-та. (2002) 366 c.].
17. A. K. Shtolts, A. I. Medvedev, L. V. Kurbatov. Rentgenovskii analiz mikronapryazhenii i razmera oblastei kogerentnogo rasseyaniya v polikritallicheskikh materialakh. Ekaterinburg, UGTU-UPI (2005) 23 p. (In Russian) [А. К Штольц, А. И. Медведев, Л. В. Курбатов. Рентгеновский анализ микронапряжений и размера областей когерентного рассеяния в поликристаллических материалах. Екатеринбург, УГТУ-УПИ. (2005) 23 с.].
18. C. F. Conde, A. Conde. NanoStuctured Mat. 6 (1-4), 457 (1995). Crossref
19. O. A. Kaibyshev, R. Z. M. Valiyev. Granitsy zeren i svoistva metallov. Moskva, Metallyrgiya (1987) 214 p. (In Russian) [О. А. Кайбышев, Р. З. М. Валиев. Границы зерен и свойства металлов. Москва, Металлургия. (1987) 214 с.].
20. G. M. Rusakov, M. L. Lobanov, A. A. Redikul’tsev, A. S. Belyaevskikh. The Phys. of Met. and Metallogr. 115 (8), 775 (2014). Crossref
21. M. L. Lobanov, S. V. Danilov, V. I. Pastukhov, S. A. Averin, Y. Y. Khrunyk, A. A. Popov. Mat. and Design. 109, 251 (2016). Crossref

Цитирования (3)

1.
M. Lobanov, A. Yurovskikh, P. Reznik, N. Nikul’chenkov, G. Rusakov, A. Redikul’tsev. Lett. Mater. 10(1), 83 (2020). Crossref
2.
Vladimir S. Tsepelev, Yuri N. Starodubtsev. Nanomaterials. 11(1), 108 (2021). Crossref
3.
Nikolai N. Nikulchenkov, Konstantin Ye. Cherepanov, Mikhail L. Lobanov. MSF. 989, 160 (2020). Crossref