Исследование процесса растворообразования и формирования интерметаллических соединений при механоактивации и отжиге крупнозернистых порошковых смесей меди с алюминием и марганцем

В. М. Надутов, А. Е. Перекос, Б. Н. Мордюк, В. З. Войнаш, Т. В. Ефимова, В. П. Залуцкий, Т. Г. Кабанцев, Н. А. Пискун

Институт металлофизики им. Г. В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03142 Киев, Украина

Получена: 18.01.2018. Скачать: PDF

Методами рентгеноструктурного анализа и магнитометрии исследовано влияние ультразвуковой обработки (УЗО) в шаровой мельнице на фазово-структурные характеристики и магнитные свойства крупнозернистых порошковых смесей (КЗПС) меди с алюминием и марганцем. Показано, что ультразвуковая обработка КЗПС (Cu + Mn, Al) приводит к взаимному растворению металлов, изменению их фазового состава и дисперсности. При этом растворение металлов тем больше, чем шире область их взаимной растворимости на равновесных диаграммах состояния. Кроме этого, показано, что механоактивационная обработка в шаровой мельнице приводит к значительному измельчению структуры и повышению плотности дислокаций. Последующий отжиг обработанных ультразвуком КЗПС показал, что на дифрактограммах, кроме линий твёрдых растворов, появляются линии чистых металлов, что свидетельствует о начале перехода порошковых систем в равновесное состояние. Концентрации алюминия, марганца и меди в КЗПС, а также размеры ОКР при отжигах почти не изменяются по сравнению с исходными значениями (после УЗО), что свидетельствует о достаточно высокой термической стойкости КЗПС, обработанных в ультразвуковой мельнице. По нашему мнению, это может быть обусловлено наличием на поверхности частиц оксидных оболочек, которые могут существенно тормозить диффузионные процессы. Равновесные ферромагнитные фазы Cu$_2$MnAl и MnAl отсутствуют в КЗПС Cu + Mn + Al и Mn + Al, что может быть связано с наличием в порошковых смесях оксидов металлов и с влиянием размерного фактора.

Ключевые слова: крупнодисперсные порошки, ультразвуковой размол, магнитные свойства, рентгеноструктурный анализ, магнитометрия.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v40/i08/1093.html

PACS: 61.05.cf, 61.05.cp, 64.75.Nx, 75.60.Ej, 75.75.Cd, 81.07.Wx, 81.20.Ev, 81.70.Jb


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. А. П. Гуляев, Металловедение (Москва: Металлургия: 1986).
  2. Двойные и многокомпонентные системы на основе меди (Ред. С. В. Шухарина) (Москва: Наука: 1979).
  3. В. В. Кокорин, Мартенситные превращения в неоднородных твердых растворах (Киев: Наукова думка: 1987).
  4. Н. И. Власова, Г. С. Кандаурова, Я. С. Шур, Н. Н. Быханова, Физика металлов и металловедение, 51, № 6: 1127 (1981).
  5. K. H. Fisher, phys. status solidi (b), 116, Iss. 2: 357 (1983). Crossref
  6. О. В. Козлов, Б. М. Мордюк, Г. І. Прокопенко, Пристрій для отримання порошкових матеріалів (Патент України № 59770А, 15.09.2003) (Бюл. № 9, 2003).
  7. B. N. Mordyuk and G. I. Prokopenko, Ultrasonics, 42, Nos. 19: 43 (2004) Crossref
  8. A. Calka, D. Wexler, Nature, 419: 147 (2002). Crossref
  9. M. Zhu, L. Y. Dai, N. S. Gu, B. Cao, and L. Z. Ouyang, J. Alloys Compd., 478, Iss. 12: 624 (2009). Crossref
  10. Г. И. Прокопенко, К. В. Чуистов, А. В. Козлов и др., Металлофиз. новейшие технол., 25, № 2: 171 (2003).
  11. А. Е. Перекос, Б. Н. Мордюк, Г. И. Прокопенко и др., Металлофиз. новейшие технол., 30, № 12: 1619 (2008).
  12. В. И. Иверонова, Г. П. Ревкевич, Теория рассеяния рентгеновских лучей (Москва: Издательство МГУ: 1972).
  13. С. С. Горелик, Ю. А. Скаков, Л. Н. Расторгуев, Рентгенографический и электронно-оптический анализ (Москва: МИСиС: 1994).
  14. Я. С. Уманский, Ю. А. Скаков, Физика металлов (Москва: Атомиздат: 1978).
  15. О. М. Барабаш, Ю. Н. Коваль, Кристаллическая структура металлов и сплавов (Киев: Наукова думка: 1986).
  16. В. М. Надутов, А. О. Перекос, Б. М. Мордюк, В. З. Войнаш, Т. В. Єфімова, В. П. Залуцький, Т. Г. Кабанцев, Металлофиз. новейшие технол., 40, № 4: 501 (2018). Crossref
  17. Г. В. Луценко, А. Е. Перекос, А. М. Гусак, Металлофиз. новейшие технол., 22, № 6: 73 (2000).
  18. И. Д. Морохов, Л. И. Трусов, С. П. Чижик, Ультрадисперсные металлические среды (Москва: Атомиздат: 1967).
  19. А. И. Гусев, А. А. Ремпель, Нанокристаллические материалы (Москва: Физматлит: 2001).
  20. Р. А. Андриевский, А. В. Рагуля, Наноструктурные материалы (Москва: Академия: 2005).