The Influence of Ta Coating on the Crystallization of Deformed Fe 78 Si 13 B 9  and Al 87 Ni 8 Gd 5  Amorphous Alloys

V. V. Chirkova; Чиркова В. В.; G. E. Abrosimova; Абросимова Г. Е.; E. A. Pershina; Першина Е. А.; N. A. Volkov; Волков Н. А.; A. S. Aronin; Аронин А. С.

doi:10.31857/S1028096023110080

Влияние покрытия танталом на кристаллизацию деформированных аморфных сплавов Fe₇₈Si₁₃B₉ и Al₈₇Ni₈Gd₅

Авторы: Чиркова В.В.¹, Абросимова Г.Е.¹, Першина Е.А.¹, Волков Н.А.¹, Аронин А.С.¹
Учреждения:
1. Институт физики твердого тела им. Ю.А. Осипьяна РАН
Выпуск: № 11 (2023)
Страницы: 16-23
Раздел: Статьи
URL: https://journals.rcsi.science/1028-0960/article/view/232204
DOI: https://doi.org/10.31857/S1028096023110080
EDN: https://elibrary.ru/WFGJLT
ID: 232204

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

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

Willens R.H., Klement W., Duwez P. // J. Appl. Phys. 1960. V. 31. № 6. P. 1136. https://www.doi.org/10.1063/1.1735777
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
Herzer G. // Acta Mater. 2013. V. 61. № 3. P. 718. https://www.doi.org/10.1016/j.actamat.2012.10.040
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
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
Cohen M.H., Turnbull D. // J. Chem. Phys. 1959. V. 31. № 5. P. 1164. https://www.doi.org/10.1063/1.1730566
Turnbull D., Cohen M.H. // J. Chem. Phys. 1970. V. 52. № 6. P. 30308. https://www.doi.org/10.1063/1.1673434
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
Ramachandrarao P., Cantor B., Cahn R.W. // J. Mater. Sci. 1977. V. 12. № 12. P. 2488. https://www.doi.org/10.1007/BF00553936
Masumoto T., Maddin R. // Acta Metall. 1971. V. 19. № 7. P. 725. https://www.doi.org/10.1016/0001-6160(71)90028-9
Polk D.E., Turnbull D. // Acta Metall. 1972. V. 20. № 4. P. 493. https://www.doi.org/10.1016/0001-6160(72)90004-1
Spaepen F. // Acta Metall. 1977. V. 25. № 4. P. 407. https://www.doi.org/10.1016/0001-6160(77)90232-2
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
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
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
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
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
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
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
Zhang T., Men H. // J. Alloys Compd. 2007. V. 434–435. P. 10. https://www.doi.org/10.1016/j.jallcom.2006.08.149
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
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
Wilde G., Rösner H. // Appl. Phys. Lett. 2011. V. 98. № 25. P. 251904. https://www.doi.org/10.1063/1.3602315
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
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
Абросимова Г.Е., Аронин А.С. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2018. № 5. С. 91. https://www.doi.org/10.7868/S0207352818050116
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
Ma J., Liang X., Wu X., Liu Z., Gong F. // Sci. Rep. 2015. V. 5. P. 17844. https://www.doi.org/10.1038/srep17844
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
Lou Y., Xv S., Liu Z., Ma J. // Materials. 2020. V. 13 № 19. https://www.doi.org/10.3390/ma13194397
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
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
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
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
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
Русаков А.А. Рентгенография металлов. М.: Атомиздат, 1977. 480 с.
PCPDFWIN. v 1.30 (1997) JCPDS-International Centre for Difraction Data. https://www.icdd.com
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
Abrosimova G., Aronin A., Budchenko A. // Mater. Lett. 2015. V. 139. P. 194. https://www.doi.org/10.1016/j.matlet.2014.10.076
Скрышевский А.Ф. Структурный анализ жидкостей и аморфных тел. М.: Высшая школа, 1980. 328 с.