Термічна стійкість, кінетика та механізми розпаду нанокомпозитних структур в стопах на основі Al
С. Г. Рассолов1,2, К. А. Свиридова1, В. В. Максимов2, В. К. Носенко3, І. В. Жихарєв1,2, Д. В. Матвеєв4, О. О. Першина4, В. І. Ткач1,2
1Луганський національний університет імені Тараса Шевченка, вул. Оборонна, 2, 91011 Луганськ, Україна
2Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України, вул. Р. Люксембург, 72, 83114 Донецьк, Україна
3Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна
4Інститут фізики твердого тіла РАН, вул. Академіка Осіп’яна, 2, 142432 Чорноголовка, РФ
Отримано: 17.10.2014; остаточний варіант - 07.07.2015. Завантажити: PDF
Методами Рентґенівської дифрактометрії, просвітної електронної мікроскопії, диференційної сканівної калориметрії, мірянь електроопору і мікротвердости досліджено термічну стійкість, кінетику і механізми процесів розпаду нанофазних композитів (нанокристали Al + залишкова аморфна матриця), що утворюються на першій стадії кристалізації аморфних стопів Al90Y10, Al87Ni8Gd5 і Al86Ni6Co2Gd6. Показано, що максимальні значення мікротвердости стопів (3,8—5,4ГПа) досягаються в аморфно-нанокристалічних структурних станах, а ступінь знеміцнення, зумовлена повною кристалізацією залишкової аморфної фази, істотно зростає при збільшенні середнього розміру зерна структурних складових. Шляхом сумісної аналізи кінетичних і структурних даних встановлено, що другі стадії кристалізації в досліджених стопах відбуваються за наступними механізмами: гомогенного зародкоутворення і дифузійно-контрольованого росту нанокристалів метастабільного інтерметаліду Al4Y одночасно з нанокристалами Al (у Al90Y10), нестаціонарного зародкоутворення із зростаючою в часі швидкістю і контрольованого дифузією на міжфазній межі росту кристалів рівноважних інтерметалідів Al3Ni і Al23Ni6Gd4 (у Al87Ni8Gd5), а також дифузійно-контрольованого росту нанокристалів Al, ініційованого формуванням нанокристалів неідентифікованої метастабільної інтерметалевої сполуки (у Al86Ni6Co2Gd6). Показано, що величини температурних діяпазонів стійкости двофазних нанокомпозитних структур і енергій активації їх розпаду корелюють між собою й істотно вищі для стопів, у яких другі стадії кристалізації є заключними і перебігають за механізмами зародкоутворення і росту кристалів метастабільних або рівноважних інтерметалевих сполук.
Ключові слова: аморфні стопи на основі Al, нанокомпозитні структури, термічна стабільність, кінетика і механізм кристалізації, зародження, мікротвердість.
URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/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