Фазы высокого давления в сплаве Al86Ni6Gd4Tb2Er2

С.Г. Меньшикова, В.В. Бражкин, В.И. Ладьянов, Б.Е. Пушкарев, А.А. Суслов показать трудоустройства и электронную почту
Получена 08 июля 2020; Принята 07 сентября 2020;
Цитирование: С.Г. Меньшикова, В.В. Бражкин, В.И. Ладьянов, Б.Е. Пушкарев, А.А. Суслов. Фазы высокого давления в сплаве Al86Ni6Gd4Tb2Er2. Письма о материалах. 2020. Т.10. №4. С.433-438
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2020-4-433-438

Аннотация

Затвердевание жидкого сплава состава Al86Ni6Gd4Tb2Er2 под давлением 3 и 7 ГПа приводит к изменению его фазового состава. При давлении 7 ГПа получены метастабильные кристаллические фазы.Сочетание различных экстремальных воздействий (сверхвысокие давления, кручение под давлением и равноканальное угловое прессование, сверхнизкие и сверхвысокие температуры, сильные электрические и магнитные поля, сверхбыстрое охлаждение из расплава) позволяет существенно расширить области метастабильных состояний и получать материалы с различной структурной иерархией: аморфной, квази- и нанокристаллической. Ключевым экстремальным параметром в работе является высокое давление. Фазы, область термодинамической устойчивости которых соответствует области высоких давлений, называют фазами высоких давлений. Методами рентгеноструктурного анализа и электронной микроскопии исследованы структура, элементный и фазовый состав заэвтектического сплава Al86Ni6Gd4Tb2Er2 (здесь и далее по тексту ат.%) при затвердевании расплава со скоростью 1000 град / с под сверхвысоким давлением 3 и 7 ГПа. Образцы для исследований получали в камере высокого давления типа «тороид». Нагрев и плавление сплава проводили пропусканием переменного тока через образец. Структура всех полученных образцов однородная, плотная, без усадочных раковин. Затвердевание расплава под давлением 3 и 7 ГПа приводит к изменению фазового состава сплава, сплав остается заэвтектическим. При давлении 7 ГПа получены метастабильные кристаллические фазы. Сочетание высокой скорости затвердевания и механического уплотнения дало возможность получить сплавы с измельченной структурой и высокой плотностью. Cредняя микротвердость образцов, полученных под давлением, в 4 раза выше микротвердости исходного образца за счет твердорастворного и дисперсионного упрочнения. Несмотря на то, что сплав является стеклообразующим, в выбранных условиях затвердевания аморфные фазы не обнаружены.

Ссылки (31)

1. S. V. Popova, O. A. Sazonova, V. V. Brazhkin, N. V. Kalyaeva, M. B. Kondrin, A. G. Lyapin. Phys. Solid State. 48 (11), 2177 (2006). (in Russian) [С. В. Попова, О. А. Сазонова, В. В. Бражкин, Н. В. Каляева, М. Б. Кондрин, А. Г. Ляпин. ФТТ. 48 (11), 2177 (2006).]. Crossref
2. V. G. Pushin, A. I. Lotkov, Yu. R. Kolobov, R. Z. Valiev, E. F. Dudarev, N. N. Kuranova, A. P. Dyupin, D. V. Gunderov, G. P. Bakach. Phys. Metals Metallogr. 106, 520 (2008). (in Russian) [В. Г. Пушин, А. И. Лотков, Ю. Р. Колобов, Р. З. Валиев, Е. Ф. Дударев, Н. Н. Куранова, А. П. Дюпин, Д. В. Гундеров, Г. П. Бакач. ФММ. 106, 520 (2008).]. Crossref
3. A. V. Lukyanov, V. G. Pushin, N. N. Kuranova, A. E. Svirid, A. N. Uksusnikov, Yu. M. Ustyugov, D. V. Gunderov. Phys. Metals Metallogr. 119 (4), 374 (2018). (in Russian) [А. В. Лукьянов, В. Г. Пушин, Н. Н. Куранова, А. Э. Свирид, А. Н. Уксусников, Ю. М. Устюгов, Д. В. Гундеров. ФММ. 119 (4), 374 (2018).]. Crossref
4. V. E. Vaganov, A. V. Aborkin, M. I. Alymov, V. D. Berbentsev. Metals. 5, 67 (2015). (in Russian) [В. Е. Ваганов, А. В. Аборкин, М. И. Алымов, В. Д. Бербенцев. Металлы. 5, 67 (2015).].
5. V. S. Edelman. Near absolute zero. Moscow, Science (1983) 176 p. (in Russian) [В. С. Эдельман. Вблизи абсолютного нуля. Москва, Наука (1983) 176 с.].
6. A. P. Korolev, D. M. Mordasov. The behavior of materials in an electric field. FSBEI HPE «TSTU» (2012) 80 p. (in Russian) [А. П. Королёв, Д. М. Мордасов. Поведение материалов в электрическом поле. ФГБОУ ВПО «ТГТУ» (2012) 80 с.].
7. G. Colm, A. Freeman. Physics - Uspekhi. 88 (4), 703 (1966). (in Russian) [Г. Кольм, А. Фриман. УФН. 88 (4), 703 (1966).]. Crossref
8. Z. Wang, X. F. Liu, J. X. Xie. Mater. Sci. Eng. A. 532, 536 (2012). Crossref
9. H. Fu, S. Song, L. Zhuo, Z. Zhang, J. Hie. Mater. Sci. Eng. A. 650, 218 (2016). Crossref
10. A. M. Glezer, I. E. Permyakova. Melt hardened nanocrystals. Moscow, FIZMATLIT (2012) 360 p. (in Russian) [А. М. Глезер, И. Е. Пермякова. Нанокристаллы, закаленные из расплава. Мoсква, ФИЗМАТЛИТ (2012) 360 с.].
11. I. G. Brodova, P. S. Popel, N. M. Barbin, N. A. Batolin. Melts as the basis for the formation of the structure and properties of aluminum alloys. Yekaterinburg, UB RAS (2005) 369 p. (in Russian) [И. Г. Бродова, П. С. Попель, Н. М. Барбин, Н. А. Ватолин. Расплавы как основа формирования структуры и свойств алюминиевых сплавов. Екатеринбург, УрО РАН (2005) 369 с.].
12. S. G. Menshikova, V. V. Brazhkin, V. I. Lad’yanov, B. E. Pushkarev. Journal of Crystal Growth. 524, 125164 (2019). Crossref
13. S. G. Menshikova, I. G. Shirinkina, I. G. Brodova, V. V. Brazhkin, V. I. Lad’yanov, B. E. Pushkarev. Journal of Crystal Growth. 525, 125206 (2019). Crossref
14. S. G. Menshikova, I. G. Shirinkina, I. G. Brodova, V. V. Brazhkin. Russian Metallurgy (Metally). 2, 135 (2019). (in Russian) [C. Г. Меньшикова, И. Г. Ширинкина, И. Г. Бродова, В. В. Бражкин. Расплавы. 1, 18 (2019).]. Crossref
15. K. Fan, X. Yue, A. Inoue, C.-T. Liu, X. Shen, P. K. Liaw. Mat. Res. 22 (1), 1 (2019). Crossref
16. S. G. Rassolov, E. A. Sviridova, V. V. Maximov, V. K. Nosenko, I. V. Zhikharev, D. V. Matveev, E. A. Pershina, V. I. Weaver. Metallofiz. Noveishie Tekhnol. 37 (8), 1089 (2015). (in Russian) [С. Г. Рассолов, Е. А. Свиридова, В. В. Максимов, В. К. Носенко, И. В. Жихарев, Д. В. Матвеев, Е. А. Першина, В. И. Ткач. Металлофизика и новейшие технологии. 37 (8), 1089 (2015).]. Crossref
17. V. F. Degtyareva. Structura i ystoichivost phaz visokogo davlenia v binarnykh splavah sp metallov: Dissertacija na soiskanie stepeni dokhora phiziko-matematicheskih nauk. Chernogolovka (2002) 205 p. (in Russian) [В. Ф. Дегтярева. Структура и устойчивость фаз высокого давления в бинарных сплавах sp металлов: дисс. докт. ф.-м. наук. Черноголовка (2002) 205 с.].
18. S. M. Stishov. Phase transitions for beginners. Moscow, Troitsk, «Trent» (2014) 90 p. (in Russian) [С. М. Стишов. Фазовые переходы для начинающих. Москва, Троицк, «Тровант» (2014) 90 с.].
19. D. S. Cyclis. Technique of physical and chemical research at high and ultrahigh pressures. Moscow, Chemistry (1976) 63 p. (in Russian) [Д. С. Циклис. Техника физико-химических исследований при высоких и сверхвысоких давлениях. Москва, Химия (1976) 63 c.].
20. V. V. Brazhkin. Vliyanie visokogo davlenia na zatverdevanie metallicheskih rasplavov (Pb, In, Cu, dvoinie splavy na osnove medi: Dissertacija na soiskanie stepeni dokhora phiziko-matematicheskih nauk. Moscow (1996) 150 p. (in Russian) [В. В. Бражкин Влияние высокого давления на затвердевание металлических расплавов (Pb, In, Cu, двойные сплавы на основе меди): дисс. канд. физ.-мат. наук. Москва (1996) 150 с.].
21. F. Eirich. Rheology. Theory and applications. Moscow, Ed. Foreign. Lit. (1962) 824 p. (in Russian) [Ф. Эйрих. Реология. Теория и приложения. Москва, Изд. иност. лит. (1962) 824 с.].
22. J. A. Sechar, M. Mohon, C. Divacar, A. K. Singh. Scr. Mat. 18, 1327 (1984). Crossref
23. J. A. Sechar, G. S. Raddy, P. Venkocteswarrao. Proc. Int. Conf. Rapidly solidified Materials. 5, 605 (1985) (1985).
24. O. Mishima, L. D. Calver, E. Whalley. Nature. 310 (5976), 393 (1984). Crossref
25. V. A. Pavlov. Phys. Metals Metallogr. 59 (4), 629 (1985). (in Russian) [В. А. Павлов. ФММ. 59 (4), 629 (1985).].
26. I. V. Tananaev, V. B. Fedorov, L. V. Malyukova, E. B. Captains. Doc. USSR Academy of Sciences. 283 (6), 1364 (1985). (in Russian) [И. В. Тананаев, В. Б. Федоров, Л. В. Малюкова, E. B. Капитанов. Докл. АН СССР. 283 (6), 1364 (1985).].
27. S. V. Popova. Physics and technology of high pressures. 11, 3 (1986). (in Russian) [С. В. Попова. Физика и техника высоких давлений. 11, 3 (1986).].
28. E. G. Ponyatovsky, V. E. Antonov, I. T. Belash. Physics - Uspekhi. 137, 663 (1982). (in Russian) [Е. Г. Понятовский, В. Е. Антонов, И. Т. Белаш. УФН. 137, 663 (1982).]. Crossref
29. J. J. Sobczak, L. Drenchev, R. Asthana. International Journal of Cast Metals Research. 25 (1), 1 (2012). Crossref
30. A. Yu. Basharin, V. S. Dozhdikov A. V. Kirillin, M. A. Turchaninov, L. R. Fokin. Letters to the PTF. 36 (12), 39 (2010). (in Russian) [А. Ю. Башарин, В. С. Дождиков, А. В. Кириллин, М. А. Турчанинов, Л. Р. Фокин. Письма в ЖТФ. 36 (12), 39 (2010).].
31. T. Yin, Y. Fang, W. K. Chong, K. T. Ming, S. Jiang, X. Li, J. L. Kuo, J. Fang, T. C. Sum, T. J. White, J. Yan, Z. X. Shen. Adv. Mater. 30 (2), 1705017 (2018). Crossref

Другие статьи на эту тему

Финансирование на английском языке

1. Российский фонд фундаментальных исследований - 18-02-00643а
2. Министерство образования и науки Российской Федерации - АААА-А17-117022250039-4