Том 124, № 3 (2023)

Представлены результаты расчетов электронной структуры, оптического спектра и экспериментального исследования оптических свойств сплавов Гейслера Mn_{2 – x}Fe_{1 + x}Al (x = –0.5, 0, 0.5, 1). Обнаружено аномальное для металлических систем поведение оптической проводимости сплавов в ИК области спектра – отсутствие Друдевского роста и высокий уровень межзонного поглощения. Показано, что такое поведение определяется особенностями электронной структуры: уровень Ферми расположен в области высокой плотности состояний, формируемой d-состояниями Mn и Fe.

Представлены результаты использовании комбинации нескольких поверхностно-активных веществ (ПАВ) для получения субмикронных магнитотвердых порошков Sm₂Fe₁₇N₃ размолом в центробежной мельнице. Помимо добавок метилкапроата, с целью защиты порошка от окисления, изучена эффективность применения силоксана. Применение комбинации ПАВ позволило как дополнительно увеличить значение (BH)_max порошка Sm₂Fe₁₇N₃ до 23.6 МГс Э, так и повысить его коррозионную стойкость. Определено влияние кинетики измельчения на угловую зависимости коэрцитивной силы H_c. Получены сведения о преимущественном механизме перемагничивания порошков.

Методами рентгеновской дифракции, мёссбауэровской спектроскопии, термогравиметрического анализа и дифференциальной сканирующей калориметрии исследовано влияние температурных воздействий на структуру и фазовый состав композита Fe₃C/Fe₇C₃/П-фаза/С_ам, полученного методом механосинтеза Fe–75 ат. % С. Показано, что структурно-фазовые изменения при нагреве имеют многоступенчатый характер. В интервале температур 315–400°С происходит кристаллизация парамагнитной П-фазы с формированием Fe₃C и/или Fe₇C₃. В процессе нагрева до более высоких температур наблюдается полное разложение карбида Fe₇C₃ (в интервале 450–550°С) и частичное разложение Fe₃C (при 600°С и выше). После охлаждения от 800–1000°С механокомпозит состоит из α-Fe, цементита Fe₃C и графита. Фазовые изменения сопровождаются процессами окисления композита с формированием оксида Fe₃O₄ и последующего его восстановления. П-фаза представляет собой неупорядоченный аморфный карбид Fe_{1 – x}C_x, который при температуре жидкого азота характеризуется магнитным упорядочением.

Методом послойного радиометрического анализа выполнено исследование диффузии Co по границам зерен в Nb для интервала температур 723–873 К. Режимы диффузионных отжигов соответствовали кинетическому режиму типа C, когда диффузия протекает только по границам зерен. На основании полученных диффузионных профилей Со в Nb определены значения коэффициента зернограничной диффузии Со в Nb для нескольких температур. Найдено выражение для аррениусовской зависимости коэффициента диффузии Co по границам зерен Nb. На основании полученной температурной зависимости коэффициента зернограничной диффузии Co в Nb и имеющихся в литературе сведений о температурной зависимости тройного произведения получено выражение для температурной зависимости коэффициента зернограничной сегрегации Co в Nb.

Рассмотрена диффузия по сети тройных стыков зерен в условиях, когда диффузия по всем остальным диффузионным путям пренебрежимо мала. Найдены условия, когда такая сеть ведет себя, как однородная среда. Для этого случая найден эффективный коэффициент диффузии в отсутствии текстуры.

Исследованы литые сплавы Nb–14 ат. % Si–9 ат. % Al, полученные самораспространяющимся высокотемпературным синтезом (СВС) и методом СВС с последующим электродуговым переплавом. В сплаве, полученном методом СВС, формируется структура, состоящая из твердого раствора кремния и алюминия в ниобии (Nb_SS), интерметаллида Nb₃Al и силицида β-Nb₅(Si, Al)₃. В сплаве после электродугового переплава произошло подавление образования фазы Nb₃Al и сформировалась дисперсная двухфазная структура из Nbss и β-Nb₅(Si, Al)₃. Увеличение объемной доли Nb_SS и дисперсность структуры сплава после электродугового переплава, приводит к повышению его вязкости разрушения до 14.8 ± 0.8 МПа м^1/2 по сравнению с 7.7 ± 0.8 МПа м^1/2 для сплава, полученного СВС.

На основе измеренных физических свойств сплава Fe–Ga установлено, что уменьшение толщины материала до 0.3 мм приводит к приемлемому уровню потерь на вихревые токи при высокочастотном перемагничивании (20 кГц). Разработаны рекомендации по выбору режимов прокатки для достижения требуемой толщины. Реализовано моделирование прокатки по предложенному режиму, получены распределения деформации, напряжений и температуры для каждого прохода. Полученные результаты проанализированы в контексте связи особенностей деформации с процессами образования кристаллографической текстуры.