1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования
  4. № 11, 2023

Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 2023, № 11, стр. 16-23

Влияние покрытия танталом на кристаллизацию деформированных аморфных сплавов Fe78Si13B9 и Al87Ni8Gd5

В. В. Чиркова a, *, Г. Е. Абросимова a, **, Е. А. Першина a, Н. А. Волков a, А. С. Аронин a

a Институт физики твердого тела им. Ю.А. Осипьяна РАН
142432 Черноголовка, Россия

* E-mail: valyffkin@issp.ac.ru
** E-mail: gea@issp.ac.ru

Поступила в редакцию 21.12.2022
После доработки 05.02.2023
Принята к публикации 05.02.2023

Аннотация

Методом рентгенографии исследовано влияние свободного объема на процессы кристаллизации аморфных сплавов Fe78Si13B9 и Al87Ni8Gd5. Для исследования влияния свободного объема проводили деформирования аморфных сплавов двумя способами: ультразвуковой обработкой и многократной прокаткой. После деформации на аморфные сплавы было нанесено защитное покрытие. Показано, что нанесение защитного покрытия с большей энергией образования вакансий по сравнению с энергией образования вакансий в исследуемых аморфных сплавах является эффективным способом сохранения свободного объема в аморфной фазе, поскольку в таком случае свободному объему термодинамически невыгодно мигрировать из аморфной фазы в материал покрытия. Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что предварительная деформация аморфных сплавов приводит к увеличению количества свободного объема. Увеличение количества свободного объема и его сохранение с помощью защитного покрытия способствует существенному ускорению процессов кристаллизации аморфных сплавов Fe78Si13B9 и Al87Ni8Gd5. Полученные результаты расширяют существующие представления о процессах кристаллизации аморфных сплавов, а также указывают на возможность получения материалов с различными структурными характеристиками и, как следствие, с разными физико-химическими свойствами.

Ключевые слова: металлические стекла, аморфная фаза, свободный объем, деформация, кристаллизация, рентгенография, фазовые превращения.

Список литературы

  1. Willens R.H., Klement W., Duwez P. // J. Appl. Phys. 1960. V. 31. № 6. P. 1136. https://www.doi.org/10.1063/1.1735777

  2. Morón C., Cabrera C., Morón A., Garcia A., González M. // Sens. 2015. V. 15. № 11. P. 28 340. https://www.doi.org/10.3390/s151128340

  3. Herzer G. // Acta Mater. 2013. V. 61. № 3. P. 718. https://www.doi.org/10.1016/j.actamat.2012.10.040

  4. Kim Y.H., Inoue A., Masumoto T. // Mater. Trans. JIM 1991. V. 32. № 4. P. 331. https://www.doi.org/10.2320/matertrans1989.32.331

  5. Cheng Y.Q., Ma E. // Prog. Mater. Sci. 2011. V. 56. № 4. P. 379. https://www.doi.org/10.1016/j.pmatsci.2010.12.002

  6. Cohen M.H., Turnbull D. // J. Chem. Phys. 1959. V. 31. № 5. P. 1164. https://www.doi.org/10.1063/1.1730566

  7. Turnbull D., Cohen M.H. // J. Chem. Phys. 1970. V. 52. № 6. P. 30308. https://www.doi.org/10.1063/1.1673434

  8. Ramachandrarao P., Cantor B., Cahn R.W. // J. Non-Cryst. Solids. 1977. V. 24. № 1. P. 109. https://www.doi.org/10.1016/0022-3093(77)90065-5

  9. Ramachandrarao P., Cantor B., Cahn R.W. // J. Mater. Sci. 1977. V. 12. № 12. P. 2488. https://www.doi.org/10.1007/BF00553936

  10. Masumoto T., Maddin R. // Acta Metall. 1971. V. 19. № 7. P. 725. https://www.doi.org/10.1016/0001-6160(71)90028-9

  11. Polk D.E., Turnbull D. // Acta Metall. 1972. V. 20. № 4. P. 493. https://www.doi.org/10.1016/0001-6160(72)90004-1

  12. Spaepen F. // Acta Metall. 1977. V. 25. № 4. P. 407. https://www.doi.org/10.1016/0001-6160(77)90232-2

  13. Boucharat N., Hebert R., Rösner H., Valiev R., Wilde G. // Scr. Mater. 2005. V. 53. № 7. P. 823. https://www.doi.org/10.1016/J.SCRIPTAMAT.2005.06.004

  14. Park J.S., Lim H.K., Kim J.-H., Chang H.J., Kim W.T., Kim D.H., Fleury E. // J. Non-Cryst. Solids. 2005. V. 351. № 24–26. P. 2142. https://www.doi.org/10.1016/J.JNONCRYSOL.2005.04.070

  15. Hebert R.J., Perepezko J.H., Rösner H., Wilde G. // Beilstein J. Nanotechnol. 2016. V. 7. P. 1428. http://dx.doi.org/10.3762/bjnano.7.134

  16. Ma G.Z., Song K.K., Sun B.A., Yan Z.J., Kühn U., Chen D., Eckert J. // J. Mater. Sci. 2013. V. 48. № 19. P. 6825. https://www.doi.org/10.1007/s10853-013-7488-1

  17. Liu C., Roddatis V., Kenesei P., Maaß R. // Acta Mater. 2017. V. 140. P. 206. https://www.doi.org/10.1016/j.actamat.2017.08.032

  18. Schmidt V., Rösner H., Peterlechner M., Wilde G., Voyles P.M. // Phys. Rev. Lett. 2015. V. 115. https://www.doi.org/10.1103/PhysRevLett.115.035501

  19. Aronin A.S., Louzguine-Luzgin D.V. // Mech. Mater. 2017. V. 113. P. 19. https://www.doi.org/10.1016/j.mechmat.2017.07.007

  20. Zhang T., Men H. // J. Alloys Compd. 2007. V. 434–435. P. 10. https://www.doi.org/10.1016/j.jallcom.2006.08.149

  21. Rösner H., Peterlechler M., Kübel C., Schmidt V., Wilde G. // Ultramicroscopy. 2014. V. 142. P. 1. https://www.doi.org/10.1016/j.ultramic.2014.03.006

  22. Абросимова Г., Аронин А., Баркалов О., Матвеев Д., Рыбченко О., Маслов В., Ткач В. // ФТТ. 2011. Т. 53. № 2. С. 215. https://www.doi.org/10.1134/S1063783411020028

  23. Wilde G., Rösner H. // Appl. Phys. Lett. 2011. V. 98. № 25. P. 251904. https://www.doi.org/10.1063/1.3602315

  24. Gunderov D.V., Churakova A.A., Boltynjuk E.V., Ubyivovk E.V., Astanin V.V., Asfandiyarov R.N., Valiev R.Z., Xioang W., Wang J.T. // J. Alloys Compd. 2019. V. 800. P. 58. https://www.doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.06.043

  25. Постнова Е.Ю., Абросимова Г.Е., Аронин А.С. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2021. № 11. С. 5. https://www.doi.org/10.31857/S1028096021110169

  26. Абросимова Г.Е., Аронин А.С. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2018. № 5. С. 91. https://www.doi.org/10.7868/S0207352818050116

  27. Ma J., Yang C., Liu X., Shang B., He Q., Li F., Wang T., Wei D., Liang X., Wu X., Wang Y., Gong F., Guan P., Wang W., Yang Y. // Sci. Adv. 2019. V. 5. № 11. https://www.doi.org/10.1126/sciadv.aax7256

  28. Ma J., Liang X., Wu X., Liu Z., Gong F. // Sci. Rep. 2015. V. 5. P. 17844. https://www.doi.org/10.1038/srep17844

  29. Lou Y., Liu X., Yang X., Ge Y., Zhao D., Wang H., Zhang L.-C., Liu Z. // Intermetallics. 2020. V. 118. 106 687. https://www.doi.org/10.101-6/j.intermet.2019.106687

  30. Lou Y., Xv S., Liu Z., Ma J. // Materials. 2020. V. 13 № 19. https://www.doi.org/10.3390/ma13194397

  31. Li N., Xu X., Zheng Zh., Liu L. // Acta Mater. 2014. V. 65. P. 400. https://www.doi.org/10.1016/j.actamat.2013.11.009

  32. Chen Z.Q., Huang L., Wang F., Huang P., Lu T.J., Xu K.W. // Mater. Des. 2016. V. 109. P. 179. https://www.doi.org/10.1016/j.matdes.2016.07.069

  33. Abrosimova G., Aronin A., Matveev D., Pershina E. // Mater. Lett. 2013. V. 97. P. 15. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2013.01.092

  34. Inoue A., Ochiai T., Horio Y., Masumoto T. // Mater. Sci. Eng. A. 1994. V. 179–180. P. 649. https://doi.org/10.1016/0921-5093(94)90286-0

  35. Абросимова Г.Е., Шмытько И.М. // Зав. лабор. диагностика материалов. 2018. Т. 84. № 6. С. 34. https://www.doi.org/10.26896/1028-6861-2018-84-6-34-37

  36. Русаков А.А. Рентгенография металлов. М.: Атомиздат, 1977. 480 с.

  37. PCPDFWIN. v 1.30 (1997) JCPDS-International Centre for Difraction Data. https://www.icdd.com

  38. Atmani H., Grognet S., Teillet S. // J. Non-Cryst. 2001. V. 290. № 2−3. P. 194. https://www.doi.org/10.1016/S0022-3093(01)00737-2

  39. Abrosimova G., Aronin A., Budchenko A. // Mater. Lett. 2015. V. 139. P. 194. https://www.doi.org/10.1016/j.matlet.2014.10.076

  40. Скрышевский А.Ф. Структурный анализ жидкостей и аморфных тел. М.: Высшая школа, 1980. 328 с.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал