Loading [MathJax]/jax/output/HTML-CSS/jax.js

Мёссбауэровское и ультразвуковое исследование литых высокоэнтропийных сплавов AlxFeCoNiCuCr

В. М. Надутов, О. И. Запорожец, С. Ю. Макаренко, Н. А. Дордиенко, В. А. Михайловский

Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03680, ГСП, Киев-142, Украина

Получена: 23.09.2016. Скачать: PDF

Исследованы параметры сверхтонкого взаимодействия, акустические и упругие свойства высокоэнтропийных сплавов (ВЭС) AlxCuCrCoNiFe (x = 1, 1,8) в литом состоянии с помощью мёссбауэровской спектроскопии, рентгеновской дифрактометрии и сверхточной ультразвуковой спектроскопии. Обнаружены широкие распределения сверхтонких магнитных полей на ядрах железа (5,0–36,3 Тл) и изомерных сдвигов (-0.15–+0.28 мм/с) в ВЭС, которые являются результатом многофазного состояния и неоднородности ближнего атомного порядка в фазах. Показано, что литые ВЭС AlxCuCrCoNiFe представляют собой акустически и упруго неоднородные системы. Усредненные модули упругости литого эквиатомного ВЭС (E = 172,8 ГПа, G = 65,3 ГПа, B = 161,8 ГПа) и температура Дебая (ΘD = 436 К) превышают аналогичные значения для чистых металлов, входящих в состав ВЭС. Коэффициент Пуассона η = 0,312–0,322, а отношение B/G = 2,321–2,477. Отклонение от эквиатомного состава по Al (x = 1,8) приводит к перераспределению s-электронных спиновой и зарядовой плотностей на ядрах атомов железа, увеличивает модули упругости и температуру Дебая примерно на 4–5%.

Ключевые слова: высокоэнтропийный сплав, ультразвук, упругие свойства, анизотропия упругости, эффект Мёссбауэра.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v39/i05/0621.html

PACS: 61.05.Qr, 61.66.Dk, 62.20.de, 65.40.gd, 76.80.+y, 81.05.Bx


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. S. Ranganathan, Curr. Sci., 85, Iss. 5: 1404 (2003).
  2. J.-W. Yeh, S.-K. Chen, S.-J. Lin, J.-Y. Gan, T.-S. Chin, T.-T. Shun, C.-H. Tsau, and S.-Y. Chang, Adv. Eng. Mater., 6, Iss. 5: 299 (2004). Crossref
  3. Ch.-Ch. Tung, J.-W. Yeh, T.-T. Shun, S.-K. Chen, Yu.-Sh. Huang, and H.-Ch. Chen, Mater. Lett., 61, Iss. 1: 1(2007). Crossref
  4. C.-J. Tong, Y.-L. Chen, S.-K. Chen, J.-W. Yeh, T.-T. Shun, C.-H. Tsau, S.-J. Lin, and S.-Y. Chang, Metall. Mater. Trans. A, 36: 881 (2005). Crossref
  5. S. Singh, N. Wanderka, B.S. Murty, U. Glatzel, and J. Banhart, Acta Mater., 59, Iss. 1: 182 (2011). Crossref
  6. M. V. Ivchenko, V. G. Pushyn, and N. Wanderka, J. Tech. Phys., 84: 57 (2014).
  7. M. V. Ivchenko, V. G. Pushyn, A. N. Uksusnikova, N. Wanderka, and N. I. Kourov, Phys. Metals Metallogr., 114, Iss. 6: 514 (2013). Crossref
  8. O. N. Senkov, G. B. Wilks, J. M. Scott, and D. B. Miracle, Intermetallics, 19, Iss. 5: 698 (2011). Crossref
  9. H.-P. Chou, Y.-S. Chang, S.-K. Chen, and J.-W. Yeh, Mater. Sci. Eng. B, 163, Iss. 3: 184 (2009). Crossref
  10. Y.-F. Kao, S.-K. Chen, T.-J. Chen, P.-C. Chu, J.-W. Yeh, and S.-J. Lin, J. Alloys Compd., 509, Iss. 5: 1607 (2011). Crossref
  11. W. H. Liu, Y. Wu, J. Y. He, T. G. Nieh, and Z. P. Lu, Scr. Mater., 68, Iss. 7: 526 (2013). Crossref
  12. S. A. Firstov, V. F. Gorban, N. A. Krapivka, E. P. Pechkovsky, N. I. Danilenko, and M. V. Karpets, Modern Problems of Physical Materials Science, 17: 126 (2008) (in Russian).
  13. M.-H. Tsai, C.-W. Wang, C.-W. Tsai, W.-J. Shen, J.-W. Yeh, J.-Y. Gan, and W.-W. Wu, J. Electrochem. Soc., 158, Iss. 11: 1161 (2011). Crossref
  14. C.-J. Tong, Y.-L. Chen, S.-K. Chen, J.-W. Yeh, T.-T. Shun, C.-H. Tsau, S.-J. Lin, and S.-Y. Chang, Metall. and Mat. Trans. A, 36, Iss. 5: 1263 (2005). Crossref
  15. K.-Y. Tsai, M.-H. Tsai, J.-W. Yeh, and C.-C. Yang, J. Alloys Compd., 490, Iss. 1–2: 160 (2010). Crossref
  16. A. V. Kuznetsov, G. A. Salishchev, O. N. Senkov, N. D. Stepanov, and D. G. Shaysultanov, Nauch. Vedom. Belgorod. Gosud. Univers. Ser.: Matemat., Fiz., 27, Iss. 11 (130): 191 (2012) (in Russian).
  17. J.-M. Wu, S.-J. Lin, J.-W. Yeh, S.-K. Chen, Y.-S. Huang, and H.-C. Chen, WEAR, 261, Iss. 5–6: 513 (2006). Crossref
  18. S. A. Firstov, S. T. Mileyko, V. F. Gorban, N. A. Krapivka, and E. P. Pechkovsky, Compos. i Nanostr., 6, Iss. 6: 3 (2014) (in Russian).
  19. A. Haglund, M. Koehler, D. Catoor, E.P. George, and V. Keppens, Intermetallics, 58: 62 (2015). Crossref
  20. S. G. Ma, P. K. Liaw, M. C. Gao, J. W. Qiao, Z. H. Wang, and Y. Zhang, J. Alloys Compd., 604: 331 (2014). Crossref
  21. V. M. Nadutov, S. Yu. Makarenko, and Ye. O. Svystunov, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 37, No. 7: 987 (2015). Crossref
  22. V. M. Nadutov, A. V. Proshak, S. Y. Makarenko, V. Y. Panarin, and M. Y. Svavil’nyj, Mater. Sci. Eng. Technol., 47, Iss. 2–3: 272 (2016). Crossref
  23. A. S. Osipov, S. Nauyoks, T. W. Zebra, and O. I. Zaporozhets, Diamond and Relat. Mater., 18, Iss. 9: 1061 (2009). Crossref
  24. O. I. Zaporozhets, S. A. Kotrechko, N. A. Dordienko, V. A. Mykhailovsky, and A. V. Zatsarnaya, Problems of Atomic Science and Technology, 2 (96): 197 (2015).
  25. S. F. Pugh, Philos. Magazine, 45, Iss. 367: 823 (1954). Crossref
  26. V. M. Nadutov, S. G. Kosintsev, Ye. O. Svystunov, V. A. Tatarenko, and T. V. Efimova, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 28, Special Issue: 39 (2006).
  27. V. M. Nadutov, S. Yu. Makarenko, P. Yu. Volosevych, and V. P. Zalutskii, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 36, No. 10: 1327 (2014). Crossref
  28. V. M. Nadutov, S. Yu. Makarenko, and P. Yu. Volosevich, Phys. Metals Metallogr., 116, Iss. 5: 439 (2015). Crossref
  29. W. P. Mason, Physical Acoustics, Principles and Methods (New York–London: Academic Press: 1966).
  30. I. N. Frantsevich, F. F. Voronov, and S. A. Bakuta, Uprugie Postoyannye i Moduli Uprugosti Metallov i Nemetallov (Kiev: Naukova Dumka: 1982) (in Russian).