Оценка антикоррозионных свойств тонких лент из двойных и тройных медных сплавов

Ю.В. Хлебникова1, Т.Р. Суаридзе1, Д.П. Родионов1, Л.Ю. Егорова1, Р.И. Гуляева2
1Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики металлов имени М.Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук, ул. С.Ковалевской, 18, 620137, Екатеринбург, Россия
2Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук, ул. Амундсена, 101, 620160, Екатеринбург, Россия
Аннотация
В настоящей работе исследована склонность к окислению ряда двойных сплавов на основе меди и тройных сплавов на медно-никелевой основе с добавками 3d-переходных металлов, таких как Cr, V и Fe. Стойкость к окислению оценена с использованием метода термогравиметрии при температуре 700С, соответствующей характерной температуре нанесения буферных и сверхпроводящих слоев на металлическую подложку. Установлено, что в лентах из двойных сплавов Cu-0.4%Cr, Cu–1.6%Fe и Cu–0.6%V, содержащих дисперсные частицы второй фазы с отличным от матрицы типом кристаллической решетки, стойкость к окислению снижается обратно пропорционально размеру частиц. Лента из сплава Cu–0.6%V, в которой частицы ванадия достигают размеров нескольких микрон, оказалась даже менее стойкой к окислению, чем медная лента, поэтому не может быть использована для эпитаксиального нанесения функциональных слоев при повышенных температурах. Текстурованные ленты из двойных сплавов Cu-0.4%Cr и Cu–1.6%Fe обладают лучшими антикоррозионными свойствами при температуре 700°С, чем ленты из чистой меди, но уступают лентам из тройных сплавов на медно-никелевой основе. Показано, что текстурованные ленты из тройных сплавов на медно-никелевой основе с 30–40%Ni, содержащие 1-2 вес.% Fe, Cr или V имеют структуру однородного ГЦК-твердого раствора без включений. Ленты из сплавов Cu–40%Ni–1.2%Cr и Cu–40%Ni–1.4%Fe, помимо совершенной кубической текстуры и высоких прочностных свойств, обладают существенно лучшими антикоррозионными свойствами при температуре 700°С, чем ленты из чистой меди и остальных исследованных сплавов, и могут быть рекомендованы для использования в качестве подложек для эпитаксиального нанесения буферных и сверхпроводящих слоев при повышенных температурах.
Получена: 15 февраля 2017   Исправлена: 21 марта 2017   Принята: 28 марта 2017
Просмотры: 33   Загрузки: 14
Ссылки
1.
B. Gallistl, R. Kirchschlager, A. W. Hassel. Phys. Stat. Solidi A. 209 (5), 875 – 879 (2012). Doi:10.1002 / pssa.201100787.
2.
C. V. Varanasi, P. N. Barnes, N. A. Yust. Supercond. Sci. Technol. 19, 85 – 95 (2006). Doi:10.1088 / 0953 – 2048 / 19 / 1 / 015.
3.
Yu. V. Khlebnikova, D. P. Rodionov, L. Yu. Egorova, T. R. Suaridze. The Physics of Metals and Metallography. 117 (5), 500 – 507 (2016). DOI: 10.1134 / S0031918X16050094.
4.
Yu. V. Khlebnikova, I. V. Gervas’eva, T. R. Suaridze, D. P. Rodionov, L. Yu. Egorova. Technical Physics Letters. 40 (10), 841 – 844 (2014). DOI: 10.1134 / S1063785014100083.
5.
Yu. V. Khlebnikova, D. P. Rodionov, I. V. Grevas’eva, L. Yu. Egorova, T. R. Suaridze. Technical Physics. 60 (3), 389 – 399 (2015). DOI: 10.1134 / S1063784215030111.
6.
Yu. V. Khlebnikova, D. P. Rodionov, I. V. Gervas’eva, T. R. Suaridze, Yu. N. Akshentsev, V. A. Kazantsev. The Physics of Metals and Metallography. 115 (12), 1231 – 1240 (2014). Doi: 10.1134 / S0031918X14120035.
7.
H. Tian, H. L. Suo, O. V. Mishin, Y. B. Zhang, D. Juul Jensen, J.‑C. Grivel. J Mater. Sci. 48, 4183 – 4190 (2013). Doi: 10.1007 / s10853‑013‑7231‑y.
8.
A. Girard, C. E. Bruzek, J. L. Jorda, L. Ortega, J. L. Soubeyrouxet. J. Phys.: Conf. Ser. 43, 341 – 343 (2006).
9.
C. V. Varanasi, L. Brunke, J. Burke, I. Maartense, N. Padmaja, H. Efstathiadis, Chaney A., P. N. Barnes. Supercond. Sci. Technol. 19, 896 – 901 (2006). Doi: 10.1088 / 0953 – 2048 / 19 / 9 / 002.
10.
J. L. Soubeyroux, C. E. Bruzek, A. Girard, J. L. Jorda. IEEE Trans. on applied superconductivity. 15 (2), 2687 – 2690 (2005). Doi: 10.1109 / TASC.2005.847783.
11.
Yu. V. Khlebnikova, D. P. Rodionov, I. V. Grevas’eva, T. R. Suaridze, V. A. Kazantsev. Technical Physics Letters. 41 (4), 341 – 343 (2015). DOI: 10.1134 / S1063785015040094.
12.
Y. V. Khlebnikova, I. V. Gervas’eva, T. R. Suaridze, D. P. Rodionov, L. Y. Egorova. Letters on materials. 6 (3), 205 – 210 (2016).
13.
J. D. Budai, D. K. Christen, A. Goyal, Q. He, D. M. Kroeger, D. F. Lee, F. A. List, D. P. Norton, M. Paranthaman, B. C. Sales, E. D. Specht. US Patent № 5,968,877. (1999).
14.
D. P. Norton, C. Park, A. Goyal. US Patent № 6,716,795. (2004).
15.
O. E. Osintsev, V. N. Fedorov. Spravochnik. Copper and copper alloys. М., Mashinostroenie. (2004) Р. 203 – 266. (in Russian) [О. Е. Осинцев, В. Н. Федоров. Справочник. Медь и медные сплавы: отечественные и зарубежные марки. М., Машиностроение. 2004. С. 203 – 266].