ВПЛИВ СКЛАДУ НА ТЕРМІЧНУ СТІЙКІСТЬ АМОРФНИХ СПЛАВІВ НА ОСНОВІ ЛЕГКИХ ЛАНТАНОЇДІВ
DOI:
https://doi.org/10.31319/2519-2884.35.2019.40Ключові слова:
легкі лантаноїди, аморфні сплави, термічна стійкість, температура ліквідусу, електронна концентраціяАнотація
Виконано порівняльний аналіз термічної стійкості швидкозагартованих аморфних сплавів на основі легких рідкісноземельних елементів (РЗЕ – La, Ce, Pr) з нормальними металами (M – Al, Ga, Cu, Ag, Mg, Ge, In, Sn, Pb) в залежності від природи та концентрації легуючих компонентів. Дослідні зразки отримували методом співударяння порції розплаву з внутрішньою поверхнею бронзового циліндра, що обертається, у вигляді фольги товщиною від 30 до 100мкм, які відповідають швидкостям охолодження ~(106-5·104) К/с. Температуру початку кристалізації аморфних зразків Тк визначали за точками початку необоротних змін питомого електроопору в умовах безперервного нагріву у вакуумі зі швидкістю 1,7·10-2 К/с.
Показано, що мінімальними значеннями параметра Тк характеризуються сплави систем РЗЕ- Cu, кристалізація яких починається при температурах 333-363 К, у той час як термічно більш стабільними є сплави РЗЕ з Al та Ga, що аморфізуються у широких концентраційних інтервалах. Зокрема, в сплавах La-Al і La-Ga при збільшенні вмісту М-компоненту стійкість аморфної структури помітно підвищується: від 428 до 558 К – для системи La-Al і від 373 до 458 К – для системи La-Ga.
Встановлено, що як відносна стабільність бінарних аморфних сплавів різних систем, так і залежність величини Тк від концентрації Al та Ga корелюють з температурою рівноважного ліквідусу Тл. Для усіх досліджених аморфних сплавів відношення Тк/Тл практично не залежить від складу і змінюється у межах 0,40-0,53. Цей результат свідчить про можливість використання у якості оцінної характеристики термічної стійкості структури аморфних сплавів РЗЕ-М значення Тк≈0,46Тл, отриманого усередненням масиву експериментальних значень Тк/Тл.
Проаналізовано можливий взаємозв’язок термічної стійкості аморфних сплавів з фактором електронної концентрації е/а. Зроблено висновок, що усі варіації параметра Тк, які виявляються експериментально, не можуть бути пояснені зміни лише одного параметра е/а.
Посилання
Золотухин И.В. Физические свойства аморфных металлических материалов. М.: Металлургия, 1986. 176с.
Крапошин В.С., Линецкий Я.Л. Физические свойства металлов и сплавов в аморфном. Итоги науки и техники. Серия: Металловедение и термическая обработка. М.: ВИНИТИ, 1982. T.16. С.3-68.
Chen H.S. Thermodynamic considerations on the formation and stability of metallic glasses. Acta Metallurg, 1974. Vol.22, №12. Р.1505-1511.
Хафнер Ю. Теория структуры, стабильности и динамических свойств стекол, образованных простыми металлами. Металлические стекла. М.: Мир, 1983. С.141-206.
Чен Х.С., Джексон К.А. Влияние состава на аморфизацию и свойства сплавов. Металлические стекла. М.: Металлургия, 1984. С.66-82.
Скаков Ю.А., Крапошин В.С. Затвердевание в условиях сверхбыстрого охлаждения и фазовые превращения при нагреве металлических стекол. Итоги науки и техники. Серия: Металловедение и термическая обработка. М.: ВИНИТИ, 1980. T.13. С.3-78.
Лысенко А.Б., Калинина Т.В., Борисова Г.В. Сравнительный анализ склонности сплавов к некристаллическому затвердеванию и термической устойчивости металлических стекол. HighMatTech: тезисы докладов ІІІ Международной конференции, г. Киев, 3-7 октября 2011 г. Киев: НАНУ, 2011. С.113.
Борисова Г.В., Калініна Т.В., Тімченко І.М. Термічна стійкість металевих стекол на основі легких лантаноїдів. Еврика – 2011: тези доповідей Міжнародної конференції студентів і молодих науковців з теоретичної та експериментальної фізики, м. Львів, 18-20 травня 2011 р. Львів: ЛНУ, 2011. С.37.
Chen H.S. Glassy metals. Reports on Progress in Physics, 1980. Vol.43. P.353-432.
Buschow K.H., Beekmans N.M Formation, decomposition and electrical properties of amorphous Hf− Ni and Hf− Co alloys. J. Appl. Phys, 1979. Vol.50. Р.6348-6352.
Гюнтеродт Г.Й., Хаузер Э., Кюнци Х.У. Электросопротивление жидких редкоземельных металлов и их сплавов. Жидкие металлы. М.: Металлургия, 1980. С.226-239.
