Вплив заміни нікеля кобальтом на термічну стійкість і мікротвердість сплавів Al$_{86}$Ni$_{8}$Gd$_{6}$ і Al$_{86}$Ni$_{8}$Y$_{6}$ з аморфною і нанокомпозитною структурою

В. К. Носенко$^{1}$, О. О. Сегіда$^{1}$, Г. О. Назаренко$^{1}$, Т. М. Моісеєва$^{2}$, С. О. Костиря$^{2}$, К. А. Свірідова$^{2,3}$, В. І. Ткач$^{2}$

$^{1}$Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна
$^{2}$Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України, вул. Р. Люксембург, 72, 83114 Донецьк, Україна
$^{3}$Луганський національний університет імені Тараса Шевченка, пл. Гоголя, 1, 92703 Старобільськ, Луганська обл., Україна

Отримано: 22.07.2014. Завантажити: PDF

Методами Рентґенівської дифрактометрії, диференційної сканувальної калориметрії та міряння мікротвердости досліджено вплив часткової й повної заміни Ніклю Кобальтом в аморфних стопах Al$_{86}$Ni$_{8-x}$Co$_{x}$Y$_{6}$ і Al$_{86}$Ni$_{8-x}$Co$_{x}$Gd$_{6}$ ($x = 0, 2, 4, 6, 8$) на структуру, термічну стійкість, характер першої стадії кристалізації і на мікротвердість в аморфному та нанокомпозитному станах. Встановлено, що підвищення концентрації Кобальту приводить до підвищення температур початку кристалізації та мікротвердости аморфних фаз від 477 до 573 К і від 2,97 до 3,11 ГПа в стопах Al$_{86}$Ni$_{8-x}$Co$_{x}$Y$_{6}$, від 496 до 577 К і від 3,23 до 3,4 ГПа в стопах Al$_{86}$Ni$_{8-x}$Co$_{x}$Gd$_{6}$ відповідно та зміни механізму першої стадії кристалізації від однофазного до двофазного. Показано, що формування аморфно-нанокристалічних структур на першій стадії кристалізації приводить до істотного підвищення твердости до 5,98 $\pm$ 0,07 ГПа в стопах Al$_{86}$Ni$_{8-x}$Co$_{x}$Y$_{6}$ і 5,0 $\pm$ 0,03 ГПа в стопах Al$_{86}$Ni$_{8-x}$Co$_{x}$Gd$_{6}$. Висловлено припущення про те, що зміни термічної стабільности і мікротвердости досліджуваних аморфних стопів зумовлені відмінностями електронної будови атомів перехідних і рідкісноземельних леґувальних елементів.

Ключові слова: механізм кристалізації, мікротвердість, термічна стійкість, легування, нанокристали, аморфні сплави на основі Al.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v37/i01/0049.html

PACS: 61.43.Dq, 61.46.Hk, 62.20.Qp, 62.23.Pq, 68.60.Dv, 81.40.Ef, 81.70.Pg


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. A. Inoue, K. Ohtera, A. P. Tsai, and T. Masumoto, Jpn. J. Appl. Phys., 27: L280 (1998). Crossref
  2. G. J. Shiflet, Y. He, and S. J. Poon, J. Appl. Phys., 64, No. 12: 6863 (1988). Crossref
  3. Y.-H. Kim, A. Inoue, and T. Masumoto, Mater. Trans. JIM, 31, No. 8: 747 (1990). Crossref
  4. H. Chen, Y. He, G. J. Shiflet, and S. J. Poon, Scr. Met. Mater., 25, No. 6: 1421 (1991). Crossref
  5. J. Mu, H. Fu, Zh. Zhu, A. Wang, H. Li, Zh. Hu, and H. Zhang, Adv. Eng. Mater., 11, No. 7: 530 (2009). Crossref
  6. B. J. Yang, J. H. Yao, J. Zhang, H. W. Yang, J. O. Wang, and E. Ma, Scr. Mater., 61: 423 (2009). Crossref
  7. O. N. Senkov, S. V. Senkova, J. M. Scott, and D. B. Miracle, Mater. Sci. Eng. A, 393: 12 (2005). Crossref
  8. K. B. Surreddi, S. Scudino, H. V. Nguyen, K. Nikolowski, M. Stoica, M. Sakaliyska, J. S. Kim, T. Gemming, J. Vierke, M. Wollgarten, and J. Eckert, J. Phys.: Conf. Ser., 144: 012079 (2009). Crossref
  9. Y. X. Zhuang, J. Z. Jiang, Z. G. Lin, M. Mezouar, W. Crichton, and A. Inoue, Appl. Phys. Lett., 79, No. 6: 743 (2001). Crossref
  10. V. I. Tkatch, S. G. Rassolov, V. V. Popov, V. V. Maksimov, V. V. Maslov, V. K. Nosenko, A. S. Aronin, G. E. Abrosimova, and O. G. Rybchenko, J. Non-Cryst. Sol., 357: 1628 (2011). Crossref
  11. Z. H. Huang, J. F. Li, Q. L. Rao, and Y. H. Zhou, Intermetallics, 16: 727 (2008). Crossref
  12. Zh. Huang, J. Li, Q. Rao, and Y. Zhou, J. Non-Cryst. Sol., 354: 1671 (2008). Crossref
  13. В. В. Маслов, В. К. Носенко, В. А. Машира, В. И. Ткач, С. Г. Рассолов, В. В. Попов, В. И. Крысов, Металлофиз. новейшие технол., 27, № 7: 935 (2005).
  14. В. К. Носенко, Е. А. Сегида, А. А. Назаренко, В. В. Максимов, Е. А. Свиридова, С. А. Костыря, Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології, 11, № 1: 57 (2013).
  15. В. В. Маслов, В. И. Ткач, В. К. Носенко, С. Г. Рассолов, В. В. Попов, В. В. Максимов, Е. С. Сегида, Металлофиз. новейшие технол., 33, № 5: 663 (2011).
  16. A. Inoue, Progr. Mater. Sci., 43: 365 (1998). Crossref
  17. S. J. Poon, G. J. Shiflet, F. Q. Guo, and V. Ponnambalam, J. Non-Cryst. Solids, 317: 1 (2003). Crossref
  18. B. J. Yang, J. H. Yao, J. Zhang, H. W. Yang, J. O. Wang, and E. Ma, Scr. Mater., 61: 423 (2009). Crossref
  19. С. С. Горелик, Ю. А. Скаков, Л. Н. Расторгуев, Рентгенографический и электронно-оптический анализ (Москва: МИСиС: 2002).
  20. D. V. Louzguine-Luzgin and A. Inoue, J. Alloys Compd., 399: 78 (2005). Crossref
  21. O. N. Senkov and D. B. Miracle, Mater. Res. Bull., 36: 2183 (2001). Crossref
  22. R. Sabet-Sharghi, Z. Altounian, and W. B. Muir, J. Appl. Phys., 75, No. 9: 4438 (1994). Crossref
  23. B. Sun, X. Bian, J. Guo, J. Zhang, and T. Mao, Mater. Lett., 61: 111 (2007). Crossref
  24. A. Takeuchi and A. Inoue, Mater. Trans. JIM, 41, No. 11: 1372 (2000). Crossref
  25. W. Zalewski, J. Antonowicz, R. Bacewicz, and J. Latuch, J. Alloys Compd., 468: 40 (2009). Crossref
  26. S. Uporov, Y. Zubavichus, A. Yaroslavtsev, N. Trofimova, V. Bykov, R. Ryltsev, S. Pryanichnikov, V. Sidorov, K. Shunyaev, S. Mudry, S. Zhovneruk, and A. Murzakaev, J. Non-Cryst. Solids, 402: 1 (2014). Crossref
  27. A. Lovas, L. F. Kiss, and F. Sommer, J. Non-Cryst. Solids, 192–193: 608 (1995). Crossref
  28. V. I. Tkatch, S. G. Rassolov, V. K. Nosenko, V. V. Maksimov, T. N. Moiseeva, and K. A. Svyrydova, J. Non-Cryst. Solids, 358: 2727 (2012). Crossref
  29. F. Faupel, W. Frank, M.-P. Macht, H. Mehrer, V. Naundorf, K. Ratzke, H. R. Shrober, S. K. Sharma, and H. Teichler, Rev. Mod. Phys., 75: 237 (2003). Crossref
  30. Z. C. Zhong, X. Y. Jiang, and A. L. Greer, Mater. Sci. Eng. A, 226–228: 531 (1997). Crossref
  31. K. L. Sahoo, M. Wollgarten, J. Haug, and J. Banhart, Acta Mater., 53: 3861 (2005). Crossref