Гетеродиффузия алюминия в железе в импульсном магнитном поле тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ
|
Вержаковская, Марина Александровна
АВТОР
|
||||
|
кандидата физико-математических наук
УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
|
||||
|
Самара
МЕСТО ЗАЩИТЫ
|
||||
|
2007
ГОД ЗАЩИТЫ
|
|
01.04.07
КОД ВАК РФ
|
||
|
|
||||
На правах рукописи
ВЕРЖАКОВСКАЯ МАРИНА АЛЕКСАНДРОВНА
ГЕТЕРОДИФФУЗИЯ АЛЮМИНИЯ В ЖЕЛЕЗЕ В ИМПУЛЬСНОМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ
01 04 07 - Физика конденсированного состояния
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук
«НН№
Воронеж - 2007
Работа выполнена в Самарском государственном университете
Научный руководитель доктор физико-математических наук, профессор
Покоев Александр Владимирович
Официальные оппоненты доктор физико-математических наук, профессор
Даринский Борис Михайлович
Защита состоится «14» февраля 2008 года в 15— на заседании диссертационного совета Д 212 038 06 при Воронежском государственном университете по адресу 394006, г Воронеж, Университетская пл 1,ауд 428
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного университета
Автореферат разослан «20» декабря 2007 года
доктор физико-математических наук, профессор Выбойщик Михаил Александрович
Ведущая организация
ФГУП «ЦНИИчермет им ИП Бардина»
Ученый секретарь
Дрождин С Н
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. В последнее время внимание исследователей все чаще обращается к изучению проблемы влияния внешних воздействий на диффузионные процессы в твердых телах Это объясняется высокой перспективностью возможности управления диффузией, которая является одним из наиболее общих процессов, контролирующих структурные изменения в твердых телах, такие, например, как пластическая деформация, кристаллизация и рекристаллизация, фазовые превращения и старение, твердофазные реакции и многие другие [1,2]
Внешние воздействия, к которым можно отнести и магнитное поле (МП), заметно влияют на диффузионную подвижность атомов Изучение влияния внешнего МП на диффузию дает информацию фундаментального характера о магнитных свойствах диффундирующих атомов, поведении дефектов и их взаимодействии в МП, что является важным для физики твердого тела и физики прочности, поскольку кинетика взаимодействия дефектов между собой во многом определяет свойства твердых тел Если диффузия в постоянном МП в ферромагнитных материалах в последние годы изучалась достаточно интенсивно [3], то проблема влияния переменных и импульсных МП на само- и гетеродиффузию, а также на явления, в основе которых лежит диффузионное перераспределение атомов, является мало изученной
В импульсных МП возникает движение доменных границ (ДГ) и связанное с ним дополнительное динамическое взаимодействие с примесными атомами, дислокациями и другими дефектами Знание экспериментальных и теоретических закономерностей движения ДГ и их взаимодействия с другими дефектами имеет существенное значение при изучении процессов перемагничивания, особенно при высоких температурах, когда активировано атомное движение частиц Наличие в ферромагнетиках ДГ, имеющих высокую подвижность в импульсных МП и их активное взаимодействие со структурными дефектами создает новые возможности для практического использования ферромагнетиков Особенно актуально исследование динамики ДГ в связи с необходимостью создания современных радиоэлектронных устройств, работающих в условиях повышенного тепловыделения [4]
Все вышесказанное определяет актуальность постановки задач исследования диффузионных процессов в ферромагнитных материалах, когда в рассмотрение включаются их структурные и магнитные дефекты, изучения закономерностей гетеродиффузии в них под влиянием импульсного МП, развитие теоретических модельных представлений об этом процессе Разработке этих вопросов и посвящена представленная диссертационная работа
Основная решаемая научная проблема, имеющая фундаментальный характер - установление эффекта и механизмов влияния внешнего импульсного МП на процесс примесной диффузии атомов А1 в решетке Бе
Основная цель работы: Экспериментальное исследование закономерностей гетеродиффузии А1 в Бе в условиях наложения внешнего импульсного МП и развитие качественных положений общей модели диффузии примеси в ферромагнетике в импульсном МП Достижение этой цели подразумевало решение следующих основных задач
1 Установление экспериментальных фактов наличия эффекта влияния импульсного МП на гетеродиффузию А1 в Бе и изменение плотности дислокаций (ПД) в Ре
2 Выполнение апробированными физическими методами систематического экспериментального исследования влияния импульсного МП на диффузию А1 и ПД в Ре в различных условиях эксперимента (амплитуда и частота импульсного МП, температура диффузионных отжигов)
3 Формулировка основных экспериментальных закономерностей протекания диффузионного процесса А1 в Ре в различных условиях эксперимента
4 Предложение возможных и наиболее вероятных физических механизмов влияния импульсного МП на примесную диффузию атомов А1 в ферромагнитной матрице Ре
Научная новизна. Анализ существующих литературных данных показал, что сведения о влиянии переменных и импульсных МП на диффузионные и диффузионно-контролируемые процессы в твердых телах весьма ограничены, а прямые исследования влияния импульсного МП на гетеродиффузию в твердофазных металлах или сплавах не проводились В настоящей работе впервые
1 Установлен эффект влияния импульсного МП на гетеродиффузию А1 в Ре и изменение ПД в Ре
2 Получены систематические экспериментальные данные по влиянию импульсного МП различной частоты и амплитуды напряженности, а также температуры диффузионного отжига на диффузию А1 и ПД в Ре
3 Сформулированы общие закономерности наблюдаемых изменений коэффициента диффузии (КД) А1 в Ре при наложении импульсного МП
4 Предложены возможные и наиболее вероятные физические механизмы влияния импульсного МП на примесную диффузию атомов А1 в ферромагнитной матрице Ре
Практическая значимость заключается в применении процессов диффузионного насыщения А1 поверхности Ре (алитирование) и его сплавов при изготовлении диффузионных покрытий и градиентных материалов с заданными функциональными свойствами [5] Прикладной интерес изучения данной диффузионной пары обусловлен перспективой разработки принципов и методов управления алитированием с помощью МП и, в частности, с помощью импульсного МП сравнительно низкой частоты Результаты данной работы могут послужить рекомендациями для практического применения и разработки современных технологических процессов получения покрытий функционального назначения, диффузионной сварки, термомагнитной обработки черных металлов и сплавов, прогнозируемой безопасной эксплуатации микро- и наноэлектронных устройств при повышенных температурах с наложением импульсных МП
Достоверность и обоснованность научных результатов подтверждается использованием известных апробированных методов исследования, надежной контролируемостью условий проведения эксперимента, воспроизводимостью результатов, проверкой их независимыми методами исследования, всесторонним анализом полученных результатов
Основные положения, выносимые на защиту.
1 Наложение импульсного МП на процесс диффузии А1 в Fe в условиях, определяемых интервалом частоты импульсного МП 0,2 - 8 Гц, амплитудой напряженности МП 0 - 557,2 (0 - 7,0) кА/м (кЭ) и температурой диффузионных отжигов от 700 до 820 °С вызывает увеличение КД А1 в Fe до 20 раз
2 Частотные зависимости КД А1 в Fe в исследованном интервале частот имеют «резонансный» характер Это связано с релаксацией примесных атомов А1 в ОЦК-решетке Fe по механизму Зинера при магнитострикционных колебаниях решетки Fe в импульсном МП
3 Амплитудно-полевые и температурные зависимости ПД в Fe коррелируют с аналогичными зависимостями КД А1 в Fe в импульсном МП, что объясняется изменением количества путей ускоренной диффузии.
4 Возможные и наиболее вероятные физические механизмы влияния импульсного МП на диффузию А1 в матрице Fe, связанные с наличием структурных и магнитных дефектов в ферромагнетиках, их взаимодействием между собой
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на международных и всероссийских конференциях различного уровня. VI и VII международных конференциях «Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов» (Воронеж, 2005, 2007), Международной конференции «Диффузия в твердых телах прошлое, настоящее и будущее» (Москва, 2005), XVI Международной конференции «Физика прочности и пластичности материалов» (Самара, 2006), IV Международной конференции «Фазовые превращения и прочность материалов» (Черноголовка, 2006), научно-практической конференции материаловедческих обществ России (Ершово, Москва, 2006), 4-th International Workshop «Diffusion and Diffusional Phase Transformations in Alloys» (Safiyivka, Ukraine, 2007); школах I и II международных школах «Физическое материаловедение» (Тольятти, 2004, 2006), XVIII Уральской школе «Актуальные проблемы физического металловедения сталей и сплавов» (Тольятти, 2006), XL и XLI Зимних школах ПИЯФ им БП Константинова РАН (Санкт-Петербург, 2005, 2006), IV Международной школе-конференции «Микромеханизмы пластичности, разрушения и сопутствующих явлений» (Тамбов, 2007), научных конференциях сотрудников СамГУ и научных семинарах кафедры ФТТиНС СамГУ
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 16 печатных работ, в том числе 4 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 4 статьи в других изданиях и 7 тезисов докладов на Всероссийских и Международных научно-технических конференциях и школах, получено 1 свидетельство об отраслевой регистрации программной разработки, зарегистрированной в Государственном координационном центре информационных технологий «Отраслевой фонд алгоритмов и программ»
Личный вклад автора в диссертационную работу. Автору во всех работах, опубликованных в соавторстве, в равной степени принадлежат как экспериментальные результаты, так и анализ выполненных исследований Разработка программного комплекса анализа профиля рентгеновской линии полностью принадлежит автору
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из Введения, четырех глав, Выводов, списка используемой литературы и Приложения Общий объем диссертации 165 страниц текста, включая 29 рисунков, 14 таблиц, список используемой литературы из 160 наименований и приложения на 18 страницах
Диссертационная работа выполнялась в рамках тематического плана научно-исследовательских работ Самарского государственного университета по заданию Министерства образования РФ по теме «Кинетика диффузионных изменений магнитных и структурных дефектов в магнитных полях», а также при финансовой поддержке гранта 96Е2 4К Самарского областного конкурса на предоставление грантов студентам, аспирантам и молодым ученым 2007 г
КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во Введении диссертации дается краткая характеристика состояния проблемы, обосновываются актуальность темы диссертации, ее научная и практическая значимость, формулируются цель, задачи исследования и положения, выносимые на защиту Приведены сведения об апробации результатов работы, публикациях, структуре и объеме диссертации
В первой главе сделан литературный обзор по теме диссертации В этом разделе приводятся основные положения современной феноменологической теории диффузии в твердых телах, основанной на формализме термодинамики необратимых процессов Здесь же рассмотрена микроскопическая теория диффузии в металлических твердых растворах замещения, в основе которой лежит общепринятый вакансионный механизм (метод дырочного газа КП Гурова) [6] Приведен обзор литературных данных по влиянию постоянного МП на диффузионные и диффузионно-контролируемые процессы, переменного МП на подвижность атомов в металлах в твердой и жидкой фазах Показано, что постоянное и переменное МП влияет на структурные изменения в металлах, в частности, на ПД Рассмотрены существующие в литературе механизмы и модели влияния постоянного МП на диффузию примесей в ферромагнетиках [3]
Анализируются возможные виды дефектов, присутствующих в диффузионной зоне, энергии их взаимодействия между собой и с МП, приводятся данные по эволюции и кинетике их движения в диффузионной зоне при наложении МП
Вторая глава посвящена материалам и методикам исследования В качестве материалов исследования использовали химически чистый А1 и Бе следующего состава (вес %) С-0,008, 81-0,13, Мп-0,25, 8-0,02, Р - 0,01, Си-0,16, остальное-Ре Образцы из поликристаллического Ре имели форму цилиндров диаметром и высотой 10 мм Термическим испарением в вакууме наносили тонкие пленки А1 толщиной 0,12-0,24 мкм Толщину пленок контролировали тремя независимыми методами весовым, микроинтерферометрическим и методом контрольных фольг [3]
Диффузионные отжиги проводили в вакууме ~ 10"3 Па в установке, позволяющей получать внешнее однородное постоянное и импульсное МП при помощи электромагнита ФЛ-1 и генератора сигналов специальной формы Форму сигнала импульсного МП можно описать следующим выражением
Н(1)={Н°+Н) 8Ш(27СО<1<1,, [о, ^ < 1 <
где Н0 - постоянная составляющая напряженности МП, Н1 - амплитуда переменной гармонической составляющей напряженности МП, которая накладывается на постоянную составляющую с частотой £ I - время, 11 -длительность импульса, \.2 - время паузы (задержки импульса)
Для исследования диффузионных процессов использовался рентгенографический метод измерения коэффициента объемной диффузии в поликристаллических веществах [3] В качестве дополнительных методов применяли
1 Метод аппроксимации профиля рентгеновской линии и определения параметров тонкой структуры (ПД)
2 Металлографический метод, с помощью которого определена ПД на образцах Бе и глубина диффузионного слоя А1 - Бе
3 Метод электронной микроскопии с использованием тонких фольг на просвет, которая позволила проанализировать дислокационную субструктуру исследуемых образцов Бе
4 Метод измерения микротвердости
Для обработки экспериментальных данных использовались компьютерные программы, разработанные для конкретных условий измерений В частности, в работе разработан программный комплекс анализа профиля рентгеновской линии («ПК АПРЛ») для численной обработки профиля дублетных линий
Третья глава посвящена описанию экспериментального исследования влияния импульсного МП на диффузию А1 и ПД в Бе, формулировке экспериментальных закономерностей и объяснению результатов
Частотный и амплитудный интервал МП выбраны на основе литературных данных с учетом наибольшей вероятности ожидаемых эффектов 0 - 8,0 Гц и 0 - 557,0 (0 - 7,0) кА/м (кЭ) Температура отжигов была как выше, так и ниже точки фазового магнитного перехода Бе 770 °С и изменялась в интервале от 700 до 820 °С Точность рассчитанных средних значений КД составляет 6-12 %, что сопоставимо с точностью метода радиоактивных изотопов Ниже приводится краткая сводка полученных результатов Рентгеновские измерения коэффициента объемной диффузии А1 в Бе По результатам данных, полученных рентгенографическим методом построены частотные, полевые и температурные зависимости КД А1 в Бе после диффузионных отжигов в импульсном МП Степень влияния импульсного МП на измеренный КД А1 в Бе характеризовали относительным КД Вге1(Но, Нь 1) = Бн(Н0, Нь 1) / Он=0, где Он(Н0, Нь 0 - КД А1 в Бе в импульсном МП с постоянной составляющей напряженности МП Н0, амплитудой переменной составляющей напряженности МП Н] и частотой £ Бн=о - КД А1 в Бе без импульсного МП
Для построения частотных зависимостей КД А1 в Бе проведено исследование двух партий образцов Н0 = 0 — первая партия и Н0 ф 0, 39,8 (0,5) < Щ < 541,3 (6,8) кА/м (кЭ) - вторая партия На рис 1 представлены режимы отжигов и графики частотных зависимостей относительного КД А1 в Бе образцов двух партий
012345678 012345678
£ Гц 1, Гц
Рис. 1. Частотные зависимости относительного КД А1 в Ре в импульсном МП при 730 °С: а - МП содержит только переменную составляющую Нь б - МП содержит постоянную Но и переменную Н1 составляющие
Частотные зависимости относительного КД при различных амплитудах импульсного МП имеют максимум «резонансного» характера, положение которого с ростом амплитуды смещается в сторону более низких частот, а высота максимума относительного КД уменьшается с увеличением амплитуды Н1 МП в указанном интервале (рис. 1, а). Частотные зависимости, представленные на рис. 1,6 имеют сложный немонотонный характер, причем при постоянной составляющей МП 39,8 (0,5) кА/м (кЭ) интервал изменения КД выше, чем при 79,6 (1,0) кА/м (кЭ).
Амплитудно-полевые зависимости относительного КД получены при 730 °С для группы образцов в импульсном МП, содержащим только
переменную составляющую
напряженности МП с амплитудой 0 < Н, < 557,2 кА/м (7,0 кЭ). Режимы отжига и график амплитудно-полевых зависимостей относительного КД А1 в Ре приведены на рис. 2.
Как видно из рис. 2, положение максимума относительного КД А1 в Ре лежит в пределах 40-^80 (0,5 1,0) кА/м (кЭ). При амплитудах напряженности Н] >238,8 (3,0) кА/м (кЭ) Оге| < 1, что говорит о замедлении диффузии А1 в Ре (рис. 1, 2).
Для исследования влияния температуры на диффузионный процесс А1 в Ре использовались образцы также двух партий. На рис. 3 представлены режимы отжигов и графики зависимостей 1гЮ = Р (1/Т).
Из рис. 3,а видно, что температурная зависимость 1пБ без МП в области фазового магнитного перехода Ре имеет излом. Это явление известно в литературе как «явление диффузионной магнитной аномалии» [3]. Этот излом соответствует двум линейным участкам, по которым произведена оценка энергий активации диффузии: СЬ^73 (17,4) кДж/моль (ккал/моль) и <3Ф = 227 (54,2) кДж/моль (ккал/моль) — в парамагнитной и ферромагнитной области Ре.
6 -| —•-М Гц
- -»- - (-2 Гц
5 - л М Гц
~-х-.-{=6 Гц
4 - / > -•«-- Г=8 Гц
300 400 Н], кА/м
Рис. 2. Амплитудно-полевые зависимости относительного КД алюминия в железе в импульсном МП
Псследнее совпадает с литературными данными [3], где для интервала температур 730- 1400 °С получено (^-»Ре^ 228,2 (54,5) ±4,2 (1,0) кДж/моль (ккал/моль).
9,5 9,7 9,9 ю'/Т (Т в К)
Рис. 3. Температурные зависимости КД А1 в Бе в импульсном МП: а -МП содержит только Н! = 39,8 (0,5) кА/м (кЭ); б - МП содержит Н0 = 79,6 (1,0) кА/м (кЭ) и Н, = 119,4 (1,5) кА/м (кЭ)
При температурах 700 и 760 °С наблюдается максимальное увеличение логарифма КД А1 в Ре при отжигах в импульсном МП, а при 730 °С - минимум этой величины (рис. 3,а). Как видно из приведенных данных на рис. 3,6, в ферромагнитной области состояний Бе наложение постоянной составляющей МП Н0 уменьшает различие в уровнях значений КД с увеличением температуры, что свидетельствует о существенной роли намагниченности матрицы диффузии в рассматриваемых условиях. Выше температуры магнитного превращения в Ре эффект влияния импульсного МП на диффузию А1 с точностью ошибки измерений КД исчезает (рис. 3).
Результаты определения ПД в Ре методом аппроксимации Методом аппроксимации измерены амплитудно-полевые и температурные зависимости рентгеновской ПД в условиях, аналогичных условиям измерения КД А1 в Ре. По экспериментальным данным построены амплитудно-полевые при температуре 730 °С (рис. 4,а) и температурные (рис. 4,6) зависимости рентгеновской ПД в Ре. Относительная среднеквадратичная ошибка измерения среднего значения рентгеновской ПД составляла 30-40 %.
18 и
15 -
~5 12 " 9
о 2 6 3 О
25 20 15 -
: ю 1.
5 О
| ферро Пара| д
*--- 1
- -О- - Н1=0 кА/м, Г=0 Гц —•-Н1=39,8 кА/м, М Гц - -»- - Ш-39,8 кА/м, М Гц - -х- ■ - Н1=39,8 кА/м, Г-8 Гц
200 300 400
Н], кА/м
760 Т,°С
Рис. 4. Амплитудно-полевые (а) и температурные (6) зависимости рентгеновской ПД в Бе в импульсном МП
Анализ экспериментальных данных, представленных на рис. 4,а, показывает, что наибольшие изменения ПД приходится на интервал амплитуд
импульсного МП Н1 до 238,8 (3,0) кА/м (кЭ). Из графика на рис. 4,6 видно, что при отжиге в импульсном МП на всем температурном интервале рентгеновская ПД выше, чем при отжиге без МП. В парамагнитной области изменение ПД меньше, чем в области ферромагнитного состояния Ре.
Анализ данных металлографического исследования
Методом металлографии получены амплитудно-полевые при температуре 730 °С (рис. 5,а) и температурные (рис. 5,6) зависимости металлографической ПД в условиях, аналогичных условиям измерения КД А1 и рентгеновской ПД в Ре. Относительная среднеквадратичная ошибка измерения среднего значения металлографической ПД составляла 10 - 12 %.
4,5 1 4 -„ 3,5 -
1 3-■Г 2,5 -
2 2 а 1,5 -
1 -0,5 -0 -
[ферро Шра| б
' \ ~ *--- 1 1 - -----
—°— Н1=0 кА/м, Г=0 Гц —•-Н1=39,8 кА/м, М Гц -Н1=39,8 кА/м, Г=6 Гц -■х---Н1=39,8 кА/м, Г=8 Гц
300 400 Н . кА/м
800
Рис. 5. Амплитудно-полевые (а) и температурные (б) зависимости металлографической ПД в Ре в импульсном МП
При всех режимах отжига в том же интервале амплитуд напряженности импульсного МП, как и для рентгеновской ПД (рис. 4,а), существует максимум металлографической ПД (рис. 5,а). Кроме того, результаты эксперимента показывают, что в ферромагнитной области состояний Ре изменение металлографической ПД больше, чем в парамагнитной (рис. 5,6).
Корреляция полученных значений металлографической и рентгеновской ПД в Ре с относительным КД А1 в Ре в зависимости от температуры и частоты импульсного МП связана с изменением дефектности структуры матрицы диффузии и увеличением количества путей ускоренной диффузии.
Типичные фотографии микроструктуры поверхности образцов Ре после отжига в различных условиях эксперимента (частота импульсного МП) представлены на рис 6,а-в.
;а
•V
Рис. 6. Распределение дислокаций в образцах после отжига при различных условиях эксперимента: а) 730 °С, 0 кА/м, 0 Гц; б) 730 °С, 39,8 (0,5) кА/м (кЭ), 6 Гц; в) 730 °С, 39,8 (0,5) кА/м (кЭ), 8 Гц
С помощью металлографической методики исследованы диффузионные слои А1 - Бе в образцах отожженных без МП и в импульсном МП (рис. 7). Из рис. 7,6 и 7,в видно, что слой А1 - Бе в образце отожженного без импульсного МП в ~ 1,5 раза меньше, чем в образце в МП.
Рис. 7. Микрофотографии образцов: а) чистое Бе; б) слой А1-Ре после отжига при 730 °С, 0 кА/м, 0 Гц (8 часов); в) слой А1 - Ре после отжига при 730 °С, 39,8 (0,5) кА/м (кЭ), 2 Гц (8 часов)
Данные электронно-микроскопического исследования структуры Бе Для электронно-микроскопического исследования ПД приготовлены фольги из образцов отожженных при 760 °С без МП и в импульсном МП с амплитудой переменной составляющей напряженности МП Н| 39,8 (0,5) кА/м (кЗ) и частотой 8 Гц. Результаты электронно-микроскопических исследований показывают, что ПД в образце Ре, отожженного без МП составляет 2-107 1/см2, в импульсном МП - 5-Ю7 1/см2. Приведенные данные подтверждают результаты по определению рентгеновской и металлографической ПД, что МП увеличивает ПД при выбранном режиме в ~ 2,5 раза.
Результаты измерения микротвердости образцов Ре после отжига в импульсном МП
Амплитудно-полевые и температурные зависимости микротвердости Ре измеряли после отжига образцов в условиях, аналогичных условиям измерения рентгеновской и металлографической ПД. Измерения микротвердости показали, что ее значения для образцов Ре отожженных без наложения МП составляет 990 ± 50 (101 ±5) МПа (кГ/мм2); при отжигах в импульсном МП каких-либо устойчивых закономерностей в изменении микротвердости не обнаружено. Микротвердость Бе меняется незначительно в пределах 931 1058 (95 - 108) МПа (кГ/мм2), что в пределах ошибки измерений (~ 5 %) можно считать постоянной.
В четвертой главе обсуждаются возможные физические механизмы диффузии примеси в ферромагнетике в импульсном МП и сформулирована качественная модель примесной диффузии в ферромагнетике в импульсном МП.
Анализ полученных экспериментальных данных по влиянию импульсного МП на диффузию А1 и ПД в Ре и существующих представлений о механизмах влияния постоянного МП на диффузионные процессы в ферромагнитных материалах, позволяет предложить следующие механизмы влияния импульсного МП на диффузию примесей в ферромагнетиках.
1 Механизм взаимодействия примесных атомов с дислокациями Каждая дислокация окружена атмосферой примесей (облако Котрелла),
которая может закрепить дислокацию Под действием механических и магнитоупругих напряжений, возникающих при включении и изменении напряженности импульсного МП, дислокация, перемещаясь, должна оторваться или тащить за собой примесную атмосферу При медленном движении дислокации облако примесных атомов перемещается вслед за дислокацией диффузионным образом Отставание облака от дислокации приводит к появлению силы торможения, которая может быть найдена решением уравнения диффузии примесей в упругом поле движущейся дислокации
Оценка времени насыщения дислокации примесными атомами при выбранных условиях эксперимента, выполненная на основе модели Б Я Любова [7], показывает ^ = Гц т / О « 8 Ю-3 с, где т - безразмерный параметр модели, го - радиус атома Бе, О - КД Учитывая, что частота импульсного МП изменялась от 1 до 8 Гц, т.е длительность импульса менялась от 0,06 до 0,5 с, можно сделать вывод, что ^<(2Р)-1, те в описываемых условиях эксперимента дислокации в Бе всегда окружены и насыщены атомами А1 (облака Котрелла)
2 Механизм взаимодействия дислокаций с движущимися ДГ
При наложении импульсного МП происходит перемагничивание образца, которое сопровождается изменением периода доменной структуры и вызываемым им перемещение ДГ Движущиеся при намагничивании ДГ, могут активно взаимодействовать с дислокациями, что приводит к более эффективному массопереносу Увлечение дислокации перемещающейся ДГ может быть обусловлено как взаимодействием поля с магнитным моментом дислокации (магнитное взаимодействие), так и взаимодействием поля упругих напряжений дислокации с полем упругих напряжений ДГ, существование которых обусловлено магнитострикцией (магнитоупругое взаимодействие)
Оценка сил взаимодействия показывает, что сила магнитного взаимодействия равна ^ = М • §гас!Н = IНЬ2/б »10"8Н/м, сила магнитоупругого взаимодействия - Р2 г(ЗЕЬ«10"4Н/м, где М-магнитный момент дислокации, 1 - намагниченность, Ъ - вектор Бюргерса, Н - напряженность МП, 5 - ширина ДГ, /3-магнитострикционная константа, Е-упругий модуль Сделанные оценки показывают, что Р2»и, следовательно, взаимодействие ДГ с дислокациями определяется их магнитоупругим взаимодействием Сравнивая величину силы Р2 со значением силы Р3 ^и/ЬЬ^Ю-4 Н/м (и-энергия взаимодействия дислокации со стопорами, Ь - средняя длина дислокационного сегмента), достаточной для того, чтобы освободить дислокации со стопоров, показано, что данные силы одного порядка величины Таким образом, магнитоупругое взаимодействие движущихся при перемагничивании образца ДГ с дислокациями может быть причиной освобождения последних от стопоров, что приводит в конечном итоге к более интенсивному дислокационному массопереносу при действии импульсного МП
3 Механизм взаимодействия примесных атомов с движущимися ДГ Благодаря непосредственному взаимодействию полей напряжений примесных атомов с движущимися ДГ (по механизму зинеровской релаксации), можно ожидать возникновения дополнительного вклада в процесс массопереноса При своем движении со скоростью v = v(f) ДГ встречаются с примесными атомами А1, которые обладают своей диффузионной скоростью u = FxD/kT Энергия взаимодействия примесного атома с ДГ имеет определенную величину, соответствующую условиям эксперимента (ширина ДГ существенно зависит от температуры) ДГ может захватить примесный атом (попадание примесного атома в потенциальную яму ДГ) и увлечь его за собой Эффективность захвата зависит, в частности, от соотношения между и и v Если v « и, то эффективность захвата будет низкой, т к атом «выпрыгнет» из потенциальной ямы в области ДГ Если v»u, то происходит срыв ДГ с примесных атомов, что вызовет уменьшение измеряемого КД Если v «и, то происходит захват примесных атомов ДГ, что приводит к увеличению КД
Скорость формирования потенциальной ямы, в которую захватываются примесные атомы вследствие магнитного последействия, зависит от постоянной времени релаксационного диффузионного движения атомов т Оценки этого времени показывают, согласно [8], что потенциальная яма при выбранных условиях эксперимента всегда сформирована и x = 6/v»3 10~3 с
С учетом перечисленных основных возможных вынуждающих сил, действующих на примесные атомы в диффузионной зоне ферромагнетика в импульсном МП, можно записать общее уравнение диффузии примеси
где Fnp-сд+дг) - сила взаимодействия примесных атомов с дислокациями, которые в свою очередь взаимодействуют с движущимися при перемагничивании ДГ, Fnp-дг-сила взаимодействия примесных атомов с ДГ, Fnp-дз — сила, действующая на примесные атомы со стороны напряжений, создаваемыми градиентом концентрации примеси в зоне диффузии
В Заключении приводятся основные результаты и краткие выводы диссертационной работы
Основные результаты и краткие выводы
1 Наложение импульсного МП на процесс диффузии Al в поликристаллическом a-Fe в условиях, определяемых интервалом частоты импульсного МП 0,2 - 8 Гц, амплитудой напряженности МП 0 - 557,2 (0 - 7,0) кА/м (кЭ) и температурой диффузионных отжигов от 700 до 820 °С вызывает увеличение КД Al в Fe в 2 - 20 раз
2 Частотные зависимости относительного КД при амплитудах импульсного МП Hi 39,8 (0,5), 59,7 (0,75), 79,6 (1,0) кА/м (кЭ) имеют максимум «резонансного» характера, что можно связать с релаксацией примесных атомов Al в ОЦК-решетке Fe по механизму Зинера при магнитострикционных колебаниях решетки Fe в импульсном МП
ac(x,t)_Da2c(x,t) д а - Э2х 9х
= D
3 Положение максимума амплитудно-полевых зависимостей относительного КД Al в Fe лежит в пределах 40 - 80 (0,5 - 1,0) кА/м (кЭ) Это связано с тем, что в образцах при этих амплитудах напряженности МП еще не достигается состояние насыщения намагниченности среды, и в этой области КД зависит от напряженности по механизму магнитного упорядочения среды диффузии
4 Влияние импульсного МП на гетеродиффузию Al в Fe проявляется только при температурах ниже температуры Кюри 770 °С Температурные зависимости КД в этой области температур не описываются классическим законом Аррениуса, в отличие от парамагнитной области температур
5 Анализ амплитудно-полевых зависимостей рентгеновской и металлографической ПД показывает, что импульсное МП вызывает увеличение ПД в 1,5-4 раза Это свидетельствует о том, что ферромагнитное состояние матрицы диффузии существенно влияет на генерацию дислокаций, поскольку в этой области состояний действуют переменные магнитострикционные и магнитоупругие напряжения
6 Предложены возможные и наиболее вероятные механизмы влияния импульсного МП на диффузию Al в Fe механизм взаимодействия примесных атомов с дислокациями, механизм взаимодействия дислокаций с движущимися ДГ, механизм взаимодействия примесных атомов с движущимися ДГ
СПИСОК ЦИТИРОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1 Бокштейн Б С, Ярославцев А Б. Диффузия атомов и ионов в твердых телах М МИСИС 2005 362 с
2 Mehrer Н Diffusion in Solids Fundamentals, Methods, Materials, Diddusion-Controlled Processes Hardcover Springer Senes in Solid-State Sciences 2007 654p
3 Мазанко В Ф , Покоев А В , Миронов В М, и др Диффузионные процессы в металлах под действием магнитных полей и импульсных деформаций М Изд-во «Машиностроение - 1», Самара Из-до «Самарский университет» 2006 Т I 346 с
4. Боровик Е С , Еременко В В , Мильнер А С Лекции по магнетизму 3-е изд,перераб идоп М Физматлит 2005 512с
5 Новые градиентные и слоистые композиты Материалы научно-практической конференции материаловедческих обществ России М МИФИ 2006 112 с
6 Боровский И Б, Гуров К П, Марчукова И Д, Угастэ Ю Э Процессы взаимной диффузии в сплавах / Под редакцией К П Гурова М Наука 1973 360 с
7. Любов Б Я Диффузионные изменения дефектной структуры твердых тел М Металлургия 1985 207 с
8 Martin N , Glangeaund F , GuiLet D , Porteseil J L Pinning of a Bloch wall by diffusion of carbon atoms in a silicon-iron single crystal an experimental study by means of an autoregressive spectrum analysis method // Solid State Phys Printed m Great Britain 1986 №19 P 407-418
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В
СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ: Материалы, опубликованные в ведущих рецензируемых журналах и изданиях, утвержденных ВАК РФ
1 Вержаковская, МА Влияние переменного магнитного поля на диффузию алюминия в железе [Текст] / А В Покоев, ДИ Степанов, МА Вержаковская//Материаловедение -2005 -№8 -С 2-6 (авт 1,7 с)
2 Вержаковская, МА О возможных механизмах диффузии А1 в Fe в переменном магнитном поле [Текст] / МА Вержаковская, А В Покоев // Известия РАН Серия физическая -2006 -Т 70 -№8 - С 1100-1104 (авт 2,5 с)
3 Вержаковская, МА Гетеродиффузия А1 в a-Fe в импульсном магнитном поле [Текст] / М А Вержаковская, С С Петров, А В Покоев // Письма в Журнал технической физики -2007 - Т 33 - В 22 - С 44 - 48 (авт 1,7 с)
4 Вержаковская, МА Влияние импульсного магнитного поля на диффузию алюминия в железе и параметры тонкой структуры железа [Текст] / М А Вержаковская, С С Петров, А В Покоев // Известия РАН Серия физическая -2007 -Т 71 -№12 -С 1717 - 1722. (авт 2 с)
Материалы, опубликованные в других изданиях
1 Вержаковская, МА Рентгеновские исследования диффузии алюминия в железе [Текст] / М А Вержаковская, А В Покоев, Д И Степанов // I Международная школа «Физическое материаловедение» Сборник тезисов -Тольятти, 2004 - С 14 (авт 0,3 с )
2 Вержаковская, МА О возможных механизмах диффузии А1 в Fe в переменном магнитном поле [Текст] / МА Вержаковская, А В Покоев // Материалы VI международной конференции «Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов» -41 - Воронеж Воронежский государственный технический университет, 2005 - С 77-80 (авт 2с)
3 Verzhakovskaya, МА Possible mechanisms of diffusion A1 in Fe m the alternative magnetic field [Текст] / A V Pokoev, M A Verzhakovskaya // Diffusion m solids Past, present and future, DiSo-05 International Conference - Moscow, 2005 -P 51 (авт 0,5 c)
4 Вержаковская, MA Микроструктура железа после обработки в переменном магнитном поле вблизи температуры Кюри [Текст] / М А Вержаковская, А В Покоев // II Международная школа «Физическое материаловедение» XVII Уральская школа металловедов-термистов «Актуальные проблемы физического металловедения сталей и сплавов» Сборник тезисов - Тольятти, 2006 - С 148 (авт 0,5 с)
5 Вержаковская, МА Частотные зависимости коэффициента диффузии А1 в Fe в переменном магнитном поле [Текст] / М А Вержаковская, А В Покоев // Физика прочности и пластичности материалов сб. тез XVI Международной конференции «Физика прочности и пластичности материалов» - Самара, 2006 -С 151 (авт 0,5с)
6 Вержаковская, MA Механизмы взаимодействия движущихся доменных границ с дислокациями и примесными атомами [Текст] / М А Вержаковская, А В Покоев // Фазовые превращения и прочность материалов сб тез IV Международной конференции - Черноголовка, 2006 -С 123- 124 (авт 1с)
7 Вержаковская, МА Влияние переменного магнитного поля на диффузионный градиент концентрации Al в поверхностных слоях Fe [Текст] / М А Вержаковская, А В Покоев // Новые градиентные и слоистые композиты Материалы научно-практической конференции материаловедческих обществ России - М МИФИ, 2006 - С 46-47 (авт 1 с )
8 Вержаковская, МА Влияние амплитуды импульсного магнитного поля на коэффициент диффузии алюминия и плотность дислокаций в железе [Текст] / М А Вержаковская, С С Петров, А В. Покоев // Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов материалы VII Международной конференции Воронеж Воронежский государственный технический университет, 2007 -Ч 2 -С 138-142 (авт 1,7 с)
9 Вержаковская, МА Роль магнитного и магнитоупругого взаимодействий доменных границ и дислокаций в процессе диффузии Al в Fe в импульсном магнитном поле [Текст] / М А Вержаковская, С С Петров, А В Покоев // IV Международная школа-конференция «Микромеханизмы пластичности, разрушения и сопутствующих явлений» Сб науч тр молодых ученых - Тамбов,2007 -С 215-225 (авт 4с)
10 Verzhakovskaya, МА Influence of the Low Frequency Pulse Magnetic Field on the Al Impurity Diffusion and Dislocations Density in a-Fe [Текст] / S S Petrov, A V Pokoev, M A Verzhakovskaya // Diffusion and Diffusional Phase Transformations in Alloys 4-th International Workshop Diftrans-07 Abstract Booklet - Ukraine Cherkasy region Safiyivka (Uman), 2007 -P 134- 135 (авт 0,7 c)
11 Вержаковская, MA Программный комплекс анализа профиля рентгеновской линии [Текст] / МА Вержаковская // М Всероссийский научно-технический информационный центр, ВНТИЦ - 2007 - № 50200700309 (авт 1 с )
12 Вержаковская, МА Программный комплекс анализа профиля рентгеновской линии [Текст] / МА Вержаковская // Компьютерные и учебные программы и инновации -2007 -№8 -С 100 (авт 1с)
Подписано в печать 06 12 2007 г Бумага офсетная Печать оперативная Объем 1 п л Тираж 100 экз Заказ № 1455 443011, г Самара, ул Академика Павлова, 1 Отпечатано УОП СамГУ
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА I ДИФФУЗИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ В МЕТАЛЛАХ И СПЛАВАХ.
1.1 Основные теоретические представления о процессах диффузии в твердых телах.
1.1.1 Феноменологическая теория диффузии.
1.1.2 Микроскопическая теория диффузия.
1.1.3 Уравнение диффузии атомов в поле движущих сил.
1.2 Диффузия в металлах при совместном действии постоянного магнитного поля и изотермического отжига.
1.2.1 Влияние постоянного магнитного поля на диффузионные процессы.
1.2.2 Влияние постоянного магнитного поля на структурные изменения в металлах.
1.2.3 Механизмы и модели влияния постоянного магнитного поля на диффузию примесей в ферромагнетиках.
1.3 Влияние переменного магнитного поля на диффузионные процессы.
1.3.1 Подвижность атомов в металле в твердой фазе при наложении переменного магнитного поля.
1.3.2 Влияние переменного магнитного поля на гетер о диффузию в жидкой фазе.
1.3.3 Влияние переменного магнитного поля на структурные изменения в металлах.
1.4 Ферромагнетики в нестационарных магнитных полях.
1.4.1 Ферромагнитный резонанс.
1.5 Дефекты, присутствующие в диффузионной зоне, и их движение в магнитном поле.
1.5.1 Подвижность примесных атомов и пор.
1.5.2 Движение дислокаций в магнитных полях.
1.5.3 Динамика доменной структуры.
1.5.4 Релаксационные явления в дефектных кристаллах в условиях наложения переменных напряжений.
1.6 Взаимодействие дефектов, присутствующих в диффузионной зоне.
1.6.1 Взаимодействие примесных атомов с дислокациями.
1.6.2 Взаимодействие дислокаций с доменными границами.
1.6.3 Взаимодействие примесных атомов с доменными границами.
1.7 Постановка задач и программа исследований.
ГЛАВА II МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ.
2.1 Состав и характеристики исследуемых материалов.
2.2 Описание методов исследования.
2.2.1 Методики приготовления образов.
2.2.3 Нанесение и измерение тонких пленок.
2.2.4 Описание установки для отжигов в импульсном МП.
2.2.5 Рентгенографический метод измерения коэффициента объемной диффузии в поликристаллических веществах.
2.2.6 Методика определения параметров тонкой структуры.
2.2.7 Металлографические исследования.
2.2.8 Электронно-микроскопические исследования.
2.2.9 Измерение микротвердости.
ГЛАВА III РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ДИФФУЗИИ АЛЮМИНИЯ В ЖЕЛЕЗЕ В ИМПУЛЬСНОМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ.
3.1 Влияние импульсного магнитного поля на диффузию алюминия в железе.
3.1.1 Частотные зависимости коэффициента диффузии алюминия в железе.
3.1.2 Амплитудно-полевые зависимости коэффициента диффузии алюминия в железе.
3.1.3 Температурные зависимости коэффициента диффузии алюминия в железе.
3.2 Влияние импульсного магнитного поля на плотность дислокаций в железе.
3.2.1 Результаты определения рентгеновской плотности дислокаций.
3.2.2 Результаты определения металлографической плотности дислокаций.
3.2.3 Результаты определения плотности дислокаций методом электронной микроскопии.
3.3 Металлографические исследования глубины диффузионных слоев.
3.4 Влияние импульсного магнитного поля на микротвердость железа.
ГЛАВА IV Общая формулировка модели примесной диффузии в ферромагнетике в импульсном магнитном поле.
4.1 Оценка напряжений, вызываемых дефектами в железе.
4.1.1 Упругие напряжения, создаваемые примесным атомом алюминия в железе.
4.1.2 Напряжения, создаваемые краевыми дислокациями в железе.
4.1.3 Магнитоупругие напряжения доменной границы в железе.
4.2 Механизмы диффузии в импульсном магнитном поле.
4.2.1 Механизм взаимодействия примесных атомов с дислокациями.
4.2.2 Механизм взаимодействия дислокаций с движущимися доменными границами.
4.2.3 Механизм взаимодействия примесных атомов с движущимися доменными границами.
4.3 Уравнение диффузии примеси в ферромагнетиках в импульсном магнитном поле.
4.3.1 Оценка силы взаимодействия примесного атома с напряжениями диффузионного градиента концентрации.
4.3.2 Оценка силы взаимодействия дислокаций с ДГ.
4.3.3 Оценка силы взаимодействия примесного атома с ДГ.
Актуальность темы. В последнее время внимание исследователей все чаще обращается к изучению проблемы влияния внешних воздействий на диффузионные процессы в твердых телах. Это объясняется высокой перспективностью возможности управления диффузией, которая является одним из наиболее общих процессов, контролирующих структурные изменения в твердых телах, такие, например, как пластическая деформация, кристаллизация и рекристаллизация, фазовые превращения и старение, твердофазные реакции и многие другие. Эти процессы широко применяются в производственных технологиях обработки материалов в металлургической, автомобильной, авиационной, космической и других отраслях промышленности и необходимы для разработки новых технологий, в том числе и нанотехнологий [1,2].
Внешние воздействия, к которым можно отнести и магнитное поле (МП), заметно влияют на диффузионную подвижность атомов. Изучение влияния внешнего МП на диффузию дает информацию фундаментального характера о магнитных свойствах диффундирующих атомов, поведении дефектов и их взаимодействии в МП, что является важным для физики твердого тела и физики прочности, поскольку кинетика взаимодействия дефектов между собой во многом определяет свойства твердых тел. Если диффузия в постоянном МП в ферромагнитных материалах в последние годы изучалась достаточно интенсивно [3], то проблема влияния переменных и импульсных МП на само- и гетеродиффузию, а также на явления, в основе которых лежит диффузионное перераспределение атомов, является мало изученной.
В импульсных МП возникает движение доменных границ (ДГ) и связанное с ним дополнительное динамическое взаимодействие с примесными атомами, дислокациями и другими дефектами. Знание экспериментальных и теоретических закономерностей движения ДГ и их взаимодействия с другими дефектами имеет существенное значение при 6 изучении процессов перемагничивания, особенно при высоких температурах, когда активировано атомное движение частиц. Наличие в ферромагнетиках ДГ, имеющих высокую подвижность в импульсных МП и их активное взаимодействие со структурными дефектами создает новые возможности для практического использования ферромагнетиков. Особенно актуально исследование динамики ДГ в связи с необходимостью создания современных радиоэлектронных устройств, работающих в условиях повышенного тепловыделения.
Ферромагнетики и их композиции с другими материалами являются основой современных электронных устройств, приборов связи, современных компьютеров, в которых они используются как базовые элементы для записи, хранения и воспроизведения информации [4]. Кроме того, магнитные материалы получают все более широкое применение в технике при изготовлении генераторов и электромоторов, трансформаторов в весьма широком диапазоне частот, многих приборов, служащих для целей автоматики, электромагнитов и дросселей, постоянных магнитов и т.д. Для каждого из перечисленных устройств и машин требуются специальные ферромагнитные материалы со специфическими магнитными свойствами, а часто, и электрическими характеристиками.
Все вышесказанное определяет актуальность постановки задач исследования диффузионных процессов в ферромагнитных материалах, когда в рассмотрение включаются их структурные и магнитные дефекты, изучения закономерностей гетеродиффузии в них под влиянием импульсного МП, развития теоретических модельных представлений об этом процессе. Разработке этих вопросов и посвящена представленная диссертационная работа.
Основная решаемая научная проблема, имеющая фундаментальный характер - установление эффекта и механизмов влияния внешнего импульсного МП на процесс примесной диффузии атомов А1 в кристаллической решетке Fe.
Основная цель работы: Экспериментальное исследование закономерностей гетеродиффузии А1 в Fe в условиях наложения внешнего импульсного МП и развитие качественных положений общей модели диффузии примеси в ферромагнетике в импульсном МП. Достижение этой цели подразумевало решение следующих основных задач:
1. Установление экспериментальных фактов наличия эффекта влияния импульсного МП на гетеродиффузию А1 в Fe и изменение плотности структурных дефектов (дислокаций) в Fe.
2. Выполнение апробированными физическими методами систематического экспериментального исследования влияния импульсного МП на диффузию А1 и плотность дислокаций (ПД) в Fe в различных условиях эксперимента (амплитуда и частота импульсного МП, температура диффузионных отжигов).
3. Формулировка основных экспериментальных закономерностей протекания диффузионного процесса А1 в Fe в различных условиях эксперимента.
4. Предложение возможных и наиболее вероятных физических механизмов влияния импульсного МП на примесную диффузию атомов А1 в ферромагнитной матрице Fe.
Научная новизна. Анализ существующих литературных данных показал, что сведения о влиянии переменных и импульсных МП на диффузионные и диффузионно-контролируемые процессы в твердых телах весьма ограничены, а прямые исследования влияния импульсного МП на гетеродиффузию в твердофазных металлах или сплавах не проводились. В настоящей работе впервые:
1. Установлен эффект влияния импульсного МП на гетеродиффузию А1 в Fe и изменение ПД в Fe.
2. Получены систематические экспериментальные данные по влиянию импульсного МП различной частоты и амплитуды напряженности, а также температуры диффузионного отжига на диффузию А1 и ПД в Fe.
3. Сформулированы общие закономерности наблюдаемых изменений коэффициента диффузии (КД) А1 в Fe при наложении внешнего импульсного МП.
4. Предложены возможные и наиболее вероятные физические механизмы влияния импульсного МП на примесную диффузию атомов А1 в ферромагнитной матрице Fe.
Практическая значимость заключается в применении процессов диффузионного насыщения А1 (алитирование) поверхности Fe и его сплавов при изготовлении диффузионных покрытий и градиентных материалов с заданными функциональными свойствами [5]. Прикладной интерес изучения данной диффузионной пары обусловлен перспективой разработки принципов и методов управления алитированием с помощью МП и, в частности, с помощью импульсного МП сравнительно низкой частоты. Результаты данной работы могут послужить рекомендациями для практического применения и разработки современных технологических процессов получения покрытий функционального назначения, диффузионной сварки, термомагнитной обработки черных металлов и сплавов, прогнозируемой безопасной эксплуатации микро- и наноэлектронных устройств при повышенных температурах с наложением импульсных МП.
Достоверность и обоснованность научных результатов подтверждается использованием известных апробированных методов исследования, надежной контролируемостью условий проведения эксперимента, воспроизводимостью результатов, проверкой их независимыми методами исследования, всесторонним анализом полученных результатов.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Наложение импульсного МП на процесс диффузии А1 в Fe в условиях, определяемых интервалом частоты импульсного МП 0,2 + 8 Гц, амплитудой напряженности МП 0 557,2 (0 + 7,0) кА/м (кЭ) и температурой диффузионных отжигов от 700 до 820 °С вызывает увеличение КД А1 в Fe до 20 раз.
2. Частотные зависимости КД А1 в Fe в исследованном интервале частот имеют «резонансный» характер. Это связано с релаксацией примесных атомов А1 в ОЦК-решетке Fe по механизму Зинера при магнитострикционных колебаниях решетки Fe в импульсном МП.
3. Амплитудно-полевые и температурные зависимости ПД в Fe коррелируют с аналогичными зависимостями КД А1 в Fe в импульсном МП, что объясняется изменением количества путей ускоренной диффузии.
4. Возможные и наиболее вероятные физические механизмы влияния импульсного МП на диффузию А1 в матрице Fe, связанные с наличием структурных и магнитных дефектов в ферромагнетиках, их взаимодействием между собой.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на международных и всероссийских конференциях различного уровня: VI и VII международных конференциях «Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов» (Воронеж, 2005, 2007); Международной конференции «Диффузия в твердых телах: прошлое, настоящее и будущее» (Москва, 2005); конференции, посвященной международному году физики «Проблемы фундаментальной физики XXI века» (Самара, 2005); XVI Международной конференции «Физика прочности и пластичности материалов» (Самара, 2006); IV Международной конференции «Фазовые превращения и прочность материалов» (Черноголовка, 2006); XVIII Симпозиуме «Современная химическая физика» (Туапсе, 2006); научно-практической конференции материаловедческих обществ России (Ершово, Москва, 2006); 4-th International Workshop «Diffusion and Diffiisional Phase Transformations in Alloys» (Safiyivka, Ukraine, 2007); школах: I и II международных школах «Физическое материаловедение» (Тольятти, 2004, 2006); XVIII Уральской школе «Актуальные проблемы физического металловедения сталей и сплавов» (Тольятти, 2006); XL и XLI Зимних школах Петербургского института ядерной физики им. Б.П. Константинова РАН (Санкт-Петербург, 2005, 2006); IV Международной школе-конференции «Микромеханизмы пластичности, разрушения и сопутствующих явлений» (Тамбов, 2007); ежегодных научных конференциях сотрудников СамГУ и научных семинарах кафедры ФТТиНС СамГУ.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 16 печатных работ, в том числе 4 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 4 статьи в других изданиях и 7 тезисов докладов на Всероссийских и Международных научно-технических конференциях и школах; получено 1 свидетельство об отраслевой регистрации программной разработки, зарегистрированной в Государственном координационном центре информационных технологий «Отраслевой фонд алгоритмов и программ».
Личный вклад автора в диссертационную работу. Автору во всех работах, опубликованных в соавторстве, в равной степени принадлежат как экспериментальные результаты, так и анализ выполненных исследований. Разработка программного комплекса анализа профиля рентгеновской линии полностью принадлежит автору.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из Введения, четырех глав, Выводов, списка используемой литературы и Приложения. Общий объем диссертации 165 страниц текста, включая 29 рисунков, 14 таблиц, список используемой литературы из 165 наименований и приложения на 18 страницах.
Основные результаты настоящей работы можно сформулировать в виде следующих выводов.
1. Наложение импульсного МП на процесс диффузии А1 в поликристаллическом a-Fe в условиях, определяемых интервалом частоты импульсного МП 0,2 8 Гц, амплитудой напряженности МП 0 + 557,2 (0 7,0) кА/м (кЭ) и температурой диффузионных отжигов от 700 до 820 °С вызывает увеличение КД А1 в Fe в 2 -f- 20 раз.
2. Частотные зависимости относительного КД при амплитудах импульсного МП Hi 39,8 (0,5), 59,7 (0,75), 79,6 (1,0) кА/м (кЭ) имеют максимум «резонансного» характера, что можно связать с релаксацией примесных атомов А1 в ОЦК-решетке Fe по механизму Зинера при магнитострикционных колебаниях решетки Fe в импульсном МП.
3. Положение максимума амплитудно-полевых зависимостей относительного КД А1 в Fe лежит в пределах 40-^ 80 (0,5 1,0) кА/м (кЭ). Это связано с тем, что в образцах при этих амплитудах напряженности МП еще не достигается состояние насыщения намагниченности среды, и в этой области КД зависит от напряженности по механизму магнитного упорядочения среды диффузии.
4. Влияние импульсного МП на гетеродиффузию А1 в Fe проявляется только при температурах ниже температуры Кюри 770 °С. Температурные зависимости КД в этой области температур не описываются классическим законом Аррениуса, в отличие от парамагнитной области температур.
5. Анализ амплитудно-полевых зависимостей рентгеновской и металлографической ПД показывает, что импульсное МП вызывает увеличение ПД в 1,5 -ь 4 раза. Это свидетельствует о том, что ферромагнитное состояние матрицы диффузии существенно влияет на генерацию дислокаций, поскольку в этой области состояний действуют переменные магнитострикционные и магнитоупругие напряжения.
6. Предложены возможные и наиболее вероятные механизмы влияния импульсного МП на диффузию А1 в Fe: механизм взаимодействия примесных атомов с дислокациями, механизм взаимодействия дислокаций с движущимися ДГ, механизм взаимодействия примесных атомов с движущимися ДГ.
БЛАГОДАРНОСТИ
Автор выражает благодарность
- научному руководителю д.ф.-м.н., профессору Покоеву Александру Владимировичу, чье чуткое руководство, требовательность и непосредственное участие помогли довести работу до ее логического завершения;
-коллективу кафедры физики твердого тела и неравновесных систем Самарского государственного университета за поддержку в работе, предоставленную возможность заниматься научными исследованиями и всестороннюю помощь.
заключение
1. Бокштейн Б.С., Ярославцев А.Б. Диффузия атомов и ионов в твердых телах. М.: МИСИС, 2005. - 362 с.
2. Mehrer Н. Diffusion in Solids. Fundamentals, Methods, Materials, Diffusion-Controlled Processes. Hardcover. Springer Series in Solid-State Sciences, 2007. - 654 p.
3. Мазанко В.Ф., Покоев A.B., Миронов B.M. и др. Диффузионные процессы в металлах под действием магнитных полей и импульсных деформаций. М.: Изд-во «Машиностроение - 1»; Самара: Изд-во «Самарский университет», 2006. Т. I. - 346 с.
4. Боровик Е.С., Еременко В.В., Мильнер А.С. Лекции по магнетизму.- 3-е изд., перераб. и доп. М.: Физматлит. 2005. 512 с.
5. Новые градиентные и слоистые композиты: Материалы научно-практической конференции материаловедческих обществ России. М.: МИФИ. 2006.- 112 с.
6. Манинг Дж. Кинетика диффузии атомов в кристаллах. М. Мир, 1971.-277 с.
7. Миронов В.М., Мазанко В.Ф., Герцрикен Д.С., Филатов А.В. Массоперенос и фазообразование в металлах при импульсных воздействиях.- Самара: изд-во «Самарский университет», 2001. 323 с.
8. Кайзер Дж. Статистическая термодинамика неравновесных процессов / Пер. с англ. М.: Мир, 1990. - 608 с.
9. Старк Дж. Диффузия в твердых телах / Пер. с англ. Под ред. Л.И. Трусова. М.: Энергия, 1980. - 240 с.
10. Тихонов А.Н., Самарский А.А. Уравнения математической физики. -М.: Наука, 1977.-735 с.
11. Болтакс Б.И. Диффузия в полупроводниках. М.: Физматлит, 1961. -С. 464.
12. Зайт В. Диффузия в металлах. М.: Издательство иностранной литературы, 1958. 328 с.
13. Боровский И.Б., Гуров К.П., Марчукова И.Д., Угастэ Ю.Э. Процессы взаимной диффузии в сплавах/ Под редакцией К.П. Гурова. М.: Наука, 1973.-360 с.
14. Гуров К.П. Основания кинетической теории. М.: Наука, 1966. —351 с.
15. Fielitz P., Macht М.Р., Naundorf V., Wollenberger Н. Current and old problems of ion irradiation-enhanced diffusion in metals // Z. Metallk. 1996. - V. 87.-№6.-P. 439-441.
16. Мак B.T. Стимулированная облучением диффузия меди в поликристаллических пленках CdS // Неорганические материалы. 1996. - Т. 32. -№ 10.-С. 1184-1186.
17. Кнатько М.В., Лапушкин М.Н., Палеев В.И. Фотостимуляция диффузии атомов Na в сплаве NaAu. I. Кинетические характеристики // ЖТФ. 1998.-Т. 68.-В. 12.-С. 104-107.
18. Кулемин А.В. Ультразвук и диффузия в металлах. М.: Металлургия, 1978. - 199 с.
19. Еремеев И.С. Диффузия и напряжения. М.: Энергоатомиздат, 1984.- 182 с.
20. Бекренев А.Н., Эпштейн Г.Н. Последеформационные процессы высокоскоростного нагружения. М.: Металлургия, 1992. - 158 с.
21. Герцрикен Д.С., Мазанко В.Ф., Фальченко В.М. Импульсная обработка и массоперенос в металлах при низких температурах. Киев: Наукова Думка, 1991. - 204 с.
22. Murch G.E. Monte Carlo demonstration of solid-state diffusion in an electric field // Amer. J. Phys. 1979. - V. 47. - № 11. - P. 958-960.
23. Бернштейн М.Л., Пустовойт B.H. Термическая обработка стальных изделий в магнитном поле. М.: Машиностроение, 1987. - 255 с.
24. Райченко А.И. Основы процесса спекания порошков пропусканием электрического тока. М.: Металлургия, 1987. - 129 с.
25. Joudelis W.V., Colton D.R., Cahoon J. On the Theory of Diffusion in Magnetic Field // Can. J. Phys. 1964. - V. 42. - P. 2217-2237.
26. Bibby M.J., Joudelis W.V. Hall-field Electrotransport of Carbon and Nitrogen in a-iron // Can. J. Phys. 1966. - V. 44. - P. 2363-2374.
27. Земсков B.C., Раухман M.P., Мгалобливишвили Д.П., Гельфгат Ю.М., Соркин М.З. Коэффициенты распределения примесей при выращивании монокристаллов антимонида индия в условиях воздействия на расплав магнитного поля // ФиХОМ. 1986. - № 2. - С. 64-67.
28. Gerlach W., Stern О. Uber die Richtungsquantelung im Magnetfeld // Ann. Phys. Vierte Folge. 1924. -B. 74. -№ 16. - P. 673-699.
29. Тамм И.Е. Основы теории электричества. М.: Наука, 1966. - 624с.
30. Кривоглаз М.А., Осиновский М.Е. О диффузионном движении включений и атомов в неоднородном магнитном поле. Металлофизика: Республиканский межвузовский сборник. Киев: Наукова Думка. 1970, Вып. 31.-С. 45-47.
31. Райченко А.И. О теории диффузии частиц с магнитным моментом в условиях действия магнитного поля // УФЖ. 1987. - Т. 32. - № 1. - С. 142-147.
32. Hirano К., Cohen М., Averbach B.L. Diffusion of Nickel into Iron // Acta Met. 1961. - V. 9. - P. 440-445.
33. Kucera J., Kozak L., Mehrer H. Magnetic Anomalies of Self Diffusion and Co Heterodiffusion in a-Fe // Phys. Stat. Sol. (a). 1984. - V. 81. - P. 497505.
34. Liibbehusen M., Mehrer H. Self-Diffusion in a-Iron: The Influence of Dislocation and the Effect of the Effect of the Magnetic Phase Transitionn // Acta Met. 1990. - V. 38. - № 2. - P. 283-292.
35. Lay D.Y.F., Borg R. Diffusion in Body-Centered-Cubic Iron. Trans // Met. Soc. AIME. 1965. - November. - P. 1973-1975.
36. Mirani H.V., Harthoorn R., Zuurendonk T.J., Helmerhorst S.J., de Vries G. The Influence of the Ferromagnetic Transition on Self-Diffusion // Phys. Stat. Sol. (a). 1975. -V. 29. - P. 115-127.
37. Hirano K., Agarvala R.P., Averbach B.L., Cohen M. Diffusion in Cobalt-Nickel Alloys // J. Appl. Phys. 1962. - V. 33. - № 10. - P. 3049-3054.
38. MacEvan J.R., MacEvan J.U., Yaffe L. Diffusion of 63Ni in Iron, Cobalt, Nickel and Iron-Nickel Alloys // Can. J. Chem. 1959. - V. 37. - № 10. -P. 1629-1636.
39. Kucera J., Stransky K. Diffusion in Iron, Iron Solid Solutions and Steels // Material Science and Engineering. 1982. - V. 52. - № 1. - P. 1-38.
40. Jonson B. On Ferromagnetic Orderring and Lattice Diffusion A Simple Model // Z.: Metallk. - 1992. - V. 83. - № 5. - P. 349-355.
41. Борг P. Дж. Диффузия в металлах с объемно-центрированной решеткой. М.: Металлургия, 1969. С. 234-243.
42. Павлов В.А., Перетурина И.А., Печернина Н.Л. Влияние постоянного магнитного поля на механические свойства и дислокационную структуру ниобия и молибдена // ФММ. 1979. - Т. 47. - Вып. 1. - С. 171179.
43. Изгодин А.К., Шипко Г.А. Исследование прочностных свойств ферромагнитного сплава Fe Si - А1 в магнитном поле// ФММ. - 1983. - Т. 56.-Вып. 6.-С. 1227-1230.
44. Martikeinen И.О., Lindroos V.K. Oberservations on the Affect of Magnetic Field on the Recristallization in Ferrite // Scandivian J. Metallurgy. -1981.-V. 10.-№ l.-P. 3-8.
45. Макаров В.Н. Влияние магнитного поля на структуру и субструктуру металлошва // ФиХОМ. 1978. - № 2. - С. 94-98.
46. Казаков Ю.В., Блинков В.А., Половинкина Т.П. Кристаллизация металла в постоянном магнитном поле // ФиХОМ. 1975. - № 2. - С. 77-79.
47. Ефимов Ю.В., Шкатова Т.М., Дмитриев В.Н. Быстрая закалка в магнитном поле // Металлофизика. 1987. - Т. 9. - № 1. - С. 33-36.
48. Вонсовский С.В. Магнетизм. М.: Наука, 1978. - 1032 с.
49. Покоев А.В. Гетеродиффузия химических элементов в металлах с различным структурным состоянием в постоянном магнитном поле. Автореф. дис. док. физ.-мат.наук. Самара: СамГТУ, 2000. - 36 с.
50. Таблицы физических величин: Справочник / Под ред. акад. И.К. Кикоина. М.: Атомиздат, 1976. - 1006 с.
51. Пустовойт В.Н. Физические и технологичские основы термической обработки в магнитном поле. Автореф. докт. диссертации. Минск. 1980. 40 с.
52. Волков Д.И. О магнитострикционном гистерезисе высококоэрцитивных сплавов. ДАН СССР. 1950. - Т. 73. - № 1. - С. 87-99.
53. Girifalco L.A., Weiser V.G. Application of Morse Potential to Cubic Metals // Phys. Rev. 1959. - V. 114. - № 3. - P. 687-690.
54. Pamuk H.O., Halicioglu T. Evalution of Morse Parameters for Metals // Phys. Stat. Sol. (a). 1976. - V. 37. - P. 695-699.
55. Покоев А.В. Диффузия в постоянном магнитном поле // Всесоюзная школа «Диффузия и дефекты». Программа и тезисы докладов. 10-18 июля 1989. Пермь-Куйбышев-Пермь. Свердловск: Институт физики металлов Уро АН ССР, 1989. С. 87.
56. Постников С.Н., Сидоров В.П. О влиянии внешнего магнитного поля на дислокационные образования в твердых телах / Прикладыне проблемы прочности и пластичности: всесоюзный межвузовский сборник. Горький: Изд-во ГТУ им. Лобачевского, 1980. С. 165-168.
57. Kondratev V.V., Trachtenberg I. Sh. Intergranular Diffusion in Polycrystals // Phys. Stat. Sol. (b). 1992. - V. 171. -No 2. - P. 303-315.
58. Le Claire A.D., Rabinovich A. A mathematical analysis of diffusion in dislocations: III. Diffusion in a dislocation array with dislocation zone overlap // J. Phys. C. 1983. - V. 16. - P. 2087-2104.
59. Mehrer H., Lubbehusen M. Self-diffusion Along Dislocations and in the Lattice of alpha-Iron // Defect and Diffusion Forum. 1989. - V. 66-69. - P. 591604.
60. Jirifalco L.A. Activation energy for diffusion in ferromagnetics // J. Phys. Chem. Solids. 1962. - V. 23. - P. 1171-1173.
61. Бойко Ю.И., Клинчук Ю.И. Дислокационный механизм твердофазного электроразрядового спекания // Порошковая металлургия. -1981. -№3.- С. 41-46.
62. Raichenko A.I., Burenkov G.L., Leschinsky V.I. Theoretical analyse of the elementary act of electric discharge sintering // Phys. Sintering. 1973. - T. 5. -N. 2.-P. 215-225.
63. Райченко А.И., Кольчинский М.З. Модельное исследование спекания металлических порошков с интенсивным энерговыделением в межчастичном контакте // Порошковая металлургия. 1977. - № 8. - С. 1418.
64. Бойко Ю.И., Чижикова И.Т. Твердофазное спекание дисперсных кристаллических частиц. Дисперсные системы и поверхностные явления. Харьков. 1989. С. 5-29.
65. Райченко А.И. О теории диффузии частиц с магнитным моментом в условиях действия магнитного поля // Укр. физ. журн. 1987. - Т. 32. - № 1.-С. 142-147.
66. Eudier М. The sintering mechanism of pure metals including «activated sintering» // Symp. on Powder Metal. London. 1956. - P. 346.
67. Бойко Ю.И., Клинчук Ю.И., Куц B.M., Чижикова И.Т. Активирование процесса спекания ферромагнитных кристаллических частиц переменным магнитным полем // Порошковая металлургия. 1989. - № 12. -С. 14-18.
68. Park Young-Bae Moenig R., Volkert C.A. In situ SEM observations of thermal fatigue damage evolution in Cu interconnects: Effect of frequency end overlayers // Defect and diffusional forum vols. 2000. P. 1469-1480.
69. Мюллер С. Модернизация и ремонт персонального компьютера. М.: Вильяме, 2004. 1344 с.
70. Запорожец Т.В., Луценко Г.В. ПК Апаратне забезпечення. Черкаси: РВВ ЧДУ, 2003. 168 с.
71. Xiaotao Liu, Jianzhong Cui, Xiaoming Wu, Yanhui Guo and Jun Zhang Phase growth in diffusion couples under an low frequency alternating magnetic field // Scripta materialia. 2005. - V. 52. Issue 1. - P. 9-82.
72. Дубоделов В.И., Захаров С.Н., Кочегура Н.М. и др.// МФиНТ. -1996. М. 18. - № 7. - С. 66-69.
73. Дубоделов В.И., Захаров С.Н., Мазанко В.Ф. и др. Влияние переменного магнитного поля на диффузию железа в жидких металлах // Материаловедение. 2003. - № 12. - С. 27-30.
74. Han Y., Chunyan Ban, Qixian Ba, Shijie Guo, Shuhan Wang and Jianzhong Cui. Effect of an alternating magnetic field on the interfacial microstructure between molten aluminium and solid iron // Materials Letters. -2006. V. 60. - Issue 15. - P. 1884-1887.
75. Кирко И.М. Жидкий металл в электромагнитном поле. М.: Энергия, 1964. 160 с.
76. Верте JI.A. Электромагнитная разливка и обработка жидкого металла. М.: Металлургия, 1967. -208 с.
77. Горюк М.С., Ломакш В.М. Структура та власти BOCTi виливюв, одержаних при розливу! металу магштодинам1чним мшсером-дозатором // MOM. 2004. - №1. с. 40-45.
78. Вол А.Е. Строение и свойства двойных металлических систем. М.: Физматгиз, 1958. Т. 1. 556 е., 1962. Т. 2. - 983 с.
79. Хомутова З.В., Слуховский О.И., Романов А.В. Строение расплавов алюминий-железо // УФЖ. 1986. - Т. 31. - № 7. - С. 1045-1051.
80. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. // Sow. Phys. 1935. -V. 8. - P. 153.
81. Физическая энциклопедия / Гл. ред. A.M. Прохоров. Ред. кол. Д.М. Алексеев, A.M. Баландин, A.M. Бонч-Бруевич и др.- М.: Советская энциклопедия. Т. II., 1990. 703 с.
82. Ферромагнитный резонанс / Сб. статей. М.: Изд-во иностр. лит., 1962.-245 с.
83. Кузьменко П.П. Диффузия в неоднородном магнитном поле // Диффузионные процессы в металлах/ Под ред. Свечникова В.Н. Киев.: Наукова Думка, 1968. - С. 16-18.
84. Кривоглаз М.А., Осиновский М.Е. О диффузионном движении включений и атомов и об искривлении пор в неоднородном магнитном поле // Металлофизика. Киев.: Наукова Думка, 1970. Вып. 31. - С. 45-47.
85. Алыпиц В.И., Даринская Е.В., Перекалина Т.М., Урусовская А.А. О движении дислокаций в кристаллах NaCl под действием постоянного магнитного поля // ФТТ. 1987. - Т. 29. - В 2. - С. 467-471.
86. Алыпиц В.И., Даринская Е.В., Петржик Е.А. «In situ» излучение магнитопластического эффекта в кристаллах NaCl методом непрерывного травления//ФТТ. 1991.-Т. 33.-№ 10.-С. 3001-3010.
87. Алыпиц В.И., Даринская Е.В., Колдаева М.В., Петржик Е.А. Магнитопластический эффект: основные свойства и физические механизмы // Кристаллография. 2003. - Т. 48. - № 45. - С. 838-867.
88. Головин Ю.И., Моргунов Р.Б., Тютюнник А.В. Исследование in situ динамики дислокаций в монокристаллах NaCl, обработанных постоянным магнитным полем // Изв. РАН. Сер. физ. 1995. - Т. 59. - № 10. - С. 3-7.
89. Головин Ю.И., Моргунов Р.Б., Иванов В.Е. In situ исследование влияния магнитного поля на подвижность дислокаций в деформируемых монокристаллах КС1:Са // ФТТ. 1997. - Т. 39. - №. 4. - С. 630-633.
90. Орлов А.Н. Введение в теорию дефектов в кристаллах: Учебное пособие для вузов по спец. «Физика металлов». М.: Высш. шк., 1983. 144 с.
91. Лапухов М.В., Миронов В.М., Покоев А.В. Влияние постоянного магнитного поля на диффузию алюминия в железе // Металлофизика. 1984. -6.~ №4. -С. 87-88.
92. Миронов В.М., Покоев А.В., Ворона С.П., Полищук Д.Ф., Мазанко В.Ф., Фальченко В.М. Исследование влияния магнитного поля на диффузию алюминия в железе методом радиоактивных изотопов // Металлофизика. -1985.-Т. 7.-№5.-С. 115-116.
93. Котов. Л.Н., Носов Л.С. Переориентация намагниченности в однодоменных частицах и отклик на импульс поля // Журнал технической физики. 2005. - Т. 75. - Вып 10. - С. 55-60.
94. Котов Л.Н., Носов Л.С. Переориентация вектора намагниченности в однодоменной частице импульсом высокочастотного поля // Письма в ЖТФ. 2003. - Т. 29. - Вып. 20. - С. 38-42.
95. Боровик А.Е., Кулешов B.C., Стржемечный М.А. Эффективные уравнения движения доменных стенок в ферромагнетике // Журналэкспериментальной и теоретической физики. 1975. - Т. 68. - Вып. 6. - С. 2236-2247.
96. Филиппов Б.Н., Береснев В.И. О динамической устойчивости и перестройке структуры доменных границ в ферромагнетиках // ФММ. 1984. -Т. 58.-В. 6.-С. 1093-1098.
97. Slonzewski J.S. Dynamics of magnetic domain walls // Intern. J. Magn.- 1972.-T. 2.-C. 85-97.
98. Барьяхтар В.Г., Горобец Ю.И., Денисов С.И. Дрейф доменных границ в осциллирующем магнитном поле // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1990. - Т. 98. - В. 4(10). - С. 1345-1353.
99. Ходенков Г.Е. Поступательное движение доменной гранциы в сильном магнитном поле, поляризованном циркулярно в базисной плоскости одноосного ферромагнетика // ФТТ. 2006. - Т. 48. - В. 5. - С. 835-840.
100. Барьяхтар В.Г., Иванов Б.А., Четкин М.В. Динамика доменных границ в слабых ферромагнетиках // Успехи физических наук. 1985. - Т. 146. - В. 3.-С. 417-458.
101. Филиппов Б.Н., Танкеев А.П. Динамические эффекты в ферромагнетиках с доменной структурой. М.: Наука, 1987. - 217 с.
102. Кандаурова Г.С. Новые явления в низкочастотной динамике коллектива магнитных доменов // Успехи физических наук. 2002. - Т. 172.- № 10. С.1165-1187.
103. Ахмадуллин Р.Н., Вазиев Э.М., Зверев В.В., Филиппов Б.Н. Численное моделирование движения доменных стенок в магнетиках на основе вейвлетных алгоритмов // ФММ. 2003. - Т. 96. - № 3. - С. 15-24.
104. Schryer N., Walker L. The motion of 180° domain walls in uniform magnetic fields // J. Appl. Phys. 1974. - V. 45. - № 12. - P. 5406-5421.
105. Тиунов В.Ф. О поведении доменной структуры и магнитных потерь монокристаллов Fe 3 % Si в знакопеременных и вращающихся магнитных полях // ФММ. - 2004. - Т. 98. - № 2. - С. 35-43.
106. Тиунов В.Ф., Корзунин Г.С., Инишева JI.A. Динамическое поведение доменной структуры и магнитных потерь кристаллов Fe 3 % Si во вращающихся магнитных полях // - ФММ. - 1989. - Т. 68. - Вып. 4. - С. 687-696.
107. Тиунов В.Ф., Корзунин Г.С. Влияние размеров монокристаллов Fe 3 % Si на динамическое поведение доменной структуры и потерь на вращательное перемагничивание // ФММ. - 1999. - Т. 88. - № 2. - С. 76-80.
108. Тиунов В.Ф. Об особенностях динамического поведения 180-градусной доменной структуры и магнитных потерь монокристаллов Fe-3 % Si во вращающихся магнитных полях // ФММ. 2001. - Т. 92. - № 1. -С. 20-28.
109. Соловьев М.М., Филиппов Б.Н. Поступательное движение полосовой доменной структуры во внешнем переменном синусоидальном поле//ФММ. 2004. - Т. 98.-№3.-С. 12-15.
110. Физическая акустика. Под ред. У. Мэзона. Т. III, Часть А «Влияние дефектов на свойства твердых тел». Москва: Мир, 1969. - 578 с.
111. Постников B.C. Внутренне трение в металлах. М.: Металлургия, 1969.-332 с.
112. Zener С. // Trans. Amer. Inst. Mining Met. Engrs. 1943, 152.
113. Котрелл А. Теория дислокаций. M.: Мир, 1969. - 96 с.
114. Котрелл А.Х. Дислокации и пластическое течение в кристаллах. -М.: Металлургия, 1958.-205 с.
115. Канн Р. Физическое металловедение / Пер. с англ. Под ред. В.М. Розенберга. М.: «Мир», 1968. 484 с.
116. Власов Н.М., Любов Б.Я. Закрепление скопления краевых дислокаций вследствие перераспределения атомов примеси // ФММ. 1969. - Т. 28.-№2.-С. 193-198.
117. Алтухин B.C., Любов Б.Я. Напряжение закрепления скопления краевых дислокаций вследствие перераспределения атомов примеси. Взаимодействие между дислокациями и атомами примесей и свойства металлов. Тула, Тульский политехи, ин-т, 1974. 28. - С. 7-13.
118. Rieder G. Plastische Verformung und Magnetostriktion // Z. angew. Physik. 1957. - T. 9. - V. 4. - P. 187-202.
119. Чеботкевич Л.А., Урусовская А.А., Ветер B.B. Движение дислокаций под действием магнитного поля // Кристаллография. 1965. - Т. 10.-В. 5.-С. 668-692.
120. Чеботкевич Л.А., Урусовская А.А., Ветер В.В., Ершов АД. Взаимодействие блоховских стенок с дислокациями в слабых полях // ФТТ. -1967. Т. 9. - В. 4. - С. 1093-1097.
121. Любов Б.Я. Диффузионные процессы в неоднородных твердых средах. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1981.-296 с.
122. Власов Н.М., Любов Б.Я. Закрепление междоменных границ ферромагнетика примесными атмосферами // Физика металлов и металловедения. 1974. - Т. 37. - В. 3. - С. 455 - 460.
123. Любов Б.Я., Власов Н.М. Некоторые эффекты взаимодействия точечных и протяженных структурных дефектов // Физика металлов и металловедения. 1979.-Т. 47.-В. 1.-С. 140- 157.
124. Бозорт Р. Ферромагнетизм. М., 1956. - 285 с.
125. Кэй Дж., Лэби Т. Таблицы физических величин и химических постоянных /Пер. с 12-го англ. издания под ред. К.П. Яковлева. М.: Гос. изд-во физ. - мат. литературы, 1962. - 247 с.
126. Кузьменко П.П. Диффузия в неоднородном магнитном поле // Диффузионные процессы в металлах / Под ред. Свечникова В.Н. Киев.: Наукова Думка, 1968.-С. 16-18.
127. Тикадзуми. С. Физика ферромагнетизма. Магнитные свойства вещества. Пер. с японского. М.: Мир, 1983. - 304 с.
128. Богомолова Н.А. Практическая металлография. М.: Высшая школа, 1978.-272 с.
129. Смитлз К.Дж. Металлы: Справ, изд./ Пер. с англ. под редакцией проф. докт. техн. наук С.Г. Глазунова. М.: Металлургия, 1980. - 447 с.
130. Коваленко B.C. Металлография реактивов // Справочник. М.: Металлургия, 1981. - 121 с.
131. Пшеничнов Ю.П. Выявление тонкой структуры кристаллов. Справочник. М.: Металлургия. 1974. 528 с.
132. Руководство пользователя программы «ВидеоТесТ Размер 5.0», Санкт-Петербург, 2004. - 146 с.
133. Утевский Л.М. Дифракционная электронная микроскопия в металловедении. М.: Металлургия. 1973, - 583 с.
134. Метфессель Э. Тонкие пленки, их изготовление и измерение. М.: Госэнергоиздат, 1963. - 324 с.
135. Фогельсон P.JI., Угай Я.А., Покоев А.В., Акимова И.А. Рентгеновское исследование объемной диффузии в поликристаллических веществах//ФТТ.- 1971.-Т. 13.-В. 4.-С. 1028-1031.
136. Болтакс Б.И. Диффузия в полупроводниках. М.: Физматлит, 1961.-С. 166.
137. Уманский Я.С., Скаков Ю.А., Иванов А.Н., Расторгуев Л.Н. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия. М.: Металлургия, 1982. - 631 с.
138. Горелик С.С., Скаков Ю.А., Расторгуев Л.Н. Рентгенографический и электронно-оптический анализ: Учеб. пособие для вузов. 4-ое изд. доп. и перераб. - М.: МИСИС, 2002. - 360 с.
139. Вержаковская М.А. Программный комплекс анализа профиля рентгеновской линии. М.: Всероссийский научно-технический информационный центр, ВНТИЦ. 2007. № 50200700309.
140. Вержаковская М.А. Программный комплекс анализа профиля рентгеновской линии // Компьютерные и учебные программы и инновации. -2007.-№8.-С. 100.
141. Келли А., Николсон Р. Дисперсионное твердение. М.: Металлургия, 1966. - 298 с.
142. Харитонов Л.Г. Определение микротвредости. М.: Металлургия, 1967.-47с.
143. Вержаковская М.А., Петров С.С., Покоев А.В. Гетеродиффузия А1 в a-Fe в импульсном магнитном поле // Письма в Журнал технической физики. 2007. - Т. 33. - В. 22. - С. 44 - 48.
144. Вержаковская М.А., Покоев А.В. О возможных механизмах диффузии А1 в Fe в переменном магнитном поле // Известия РАН. Серия физическая. 2006. - Т. 70.-№ 8.-С. 1100-1104.
145. Покоев А.В., Степанов Д.И., Вержаковская М.А. Влияние переменного магнитного поля на диффузию алюминия в железе // -Материаловедение. 2005. - № 8. - С. 2 - 6.
146. Косевич A.M. Дислокации в теории упругости. Киев: Наукова Думка, 1978.-220 с.
147. Эшелби Д.Д. Континуальная теория дислокаций. М.: ИЛ, 1963.356 с.
148. Хирт Дж., Лоте И. Теория дислокаций. Перевод с англ. под ред. Э.М. Нагорного и Ю.А. Осипьяна. М.: Мир, 1972. - 600 с.
149. Фридель Ж. Дислокации. М.: Мир, 1967. - 626 с.
150. Криштал М.А., Стрелков В.И., Гончаренко И.А. К вопросу об образовании дислокаций в диффузионном слое // Вопросы металловедения и физики металлов; ВНИ2. Тула: Тульский политехи, институт, 1974. - С. 7589.
151. Любов Б.Я. Диффузионные изменения дефектной структуры твёрдых тел. М.: Металлургия, 1985. - 207 с.
152. Акимова И.А., Миронов В.М., Покоев А.В. Диффузия алюминия в железе // ФММ. 1983. - Т. 56. - В. 6. - С. 1225-1227.
