Термическая устойчивость, кинетика и механизмы распада нанокомпозитных структур в сплавах на основе Al
С. Г. Рассолов1,2, Е. А. Свиридова1, В. В. Максимов2, В. К. Носенко3, И. В. Жихарев1,2, Д. В. Матвеев4, Е. А. Першина4, В. И. Ткач1,2
1Луганский национальный университет имени Тараса Шевченко, ул. Оборонная, 2, 91011 Луганск, Украина
2Донецкий физико-технический институт им. А.А. Галкина НАН Украины, ул. Р. Люксембург, 72, 83114 Донецк, Украина
3Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03142 Киев, Украина
4Институт физики твёрдого тела РАН, ул. Академика Осипьяна, 2, 142432 Черноголовка, РФ
Получена: 17.10.2014; окончательный вариант - 07.07.2015. Скачать: PDF
Методами рентгеновской дифрактометрии, просвечивающей электронной микроскопии, дифференциальной сканирующей калориметрии, измерений электросопротивления и микротвёрдости исследованы термическая устойчивость, кинетика и механизмы процессов распада нанофазных композитов (нанокристаллы Al + остаточная аморфная матрица), образующихся на первой стадии кристаллизации аморфных сплавов Al90Y10, Al87Ni8Gd5 и Al86Ni6Co2Gd6. Показано, что максимальные значения микротвёрдости сплавов (3,8—5,4 ГПа) достигаются в аморфно-нанокристаллических структурных состояниях, а степень разупрочнения, обусловленная полной кристаллизацией остаточной аморфной фазы, существенно возрастает при увеличении среднего размера зерна структурных составляющих. Путём совместного анализа кинетических и структурных данных установлено, что вторые стадии кристаллизации в исследованных сплавах происходят по следующим механизмам: гомогенного зарождения и диффузионно-контролируемого роста нанокристаллов метастабильного интерметаллида Al4Y одновременно с нанокристаллами Al (в Al90Y10), нестационарного зарождения с возрастающей со временем скоростью и контролируемого диффузией на межфазной границе роста кристаллов равновесных интерметаллидов Al3Ni и Al23Ni6Gd4 (в Al87Ni8Gd5), а также диффузионно-контролируемого роста нанокристаллов Al, инициированного формированием нанокристаллов неидентифицированного метастабильного интерметаллического соединения (в Al86Ni6Co2Gd6). Показано, что величины температурных диапазонов устойчивости двухфазных нанокомпозитных структур и энергий активации их распада коррелируют друг с другом и существенно выше для сплавов, в которых вторые стадии кристаллизации являются завершающими и протекают по механизмам зарождения и роста кристаллов метастабильных или равновесных интерметаллических соединений.
Ключевые слова: аморфные сплавы на основе Al, нанокомпозитные структуры, термическая устойчивость, кинетика и механизм кристаллизации, зарождение, микротвёрдость.
URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v37/i08/1089.html
PACS: 61.43.Dq, 61.46.Hk, 62.23.Pq, 64.70.Nd, 64.70.pe, 81.07.Bc, 81.40.Ef