Исследование фазового состояния железа в бериллии технической чистоты с помощью эффекта Мессбауэра

Дубинская, Юлия Леонидовна

Исследование фазового состояния железа в бериллии технической чистоты с помощью эффекта Мессбауэра тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

Дубинская, Юлия Леонидовна АВТОР

кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Москва МЕСТО ЗАЩИТЫ

2004 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.07 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Исследование фазового состояния железа в бериллии технической чистоты с помощью эффекта Мессбауэра»

Автореферат диссертации на тему "Исследование фазового состояния железа в бериллии технической чистоты с помощью эффекта Мессбауэра"

На правах рукописи

ДУБИНСКАЯ Юлия Леонидовна

ИССЛЕДОВАНИЕ ФАЗОВОГО СОСТОЯНИЯ ЖЕЛЕЗА В БЕРИЛЛИИ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЧИСТОТЫ С ПОМОЩЬЮ ЭФФЕКТА МЕССБАУЭРА

01.04.07 - физика конденсированного состояния

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Автор:

Москва - 2004

Работа выполнена в Московском инженерно-физическом институте (государственном университете)

Научный руководитель' кандидат технических наук, доцент Петров Валерий Иванович

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

Любутин Игорь Савельевич, д. ф.-м. н., профессор, академик РАЕН, зам. директора Института кристаллографии им. А. В. Шубникова РАН, г. Москва.

Батеев Алексей Борисович, к. ф.-м. н., доцент, кафедра прикладной ядерной физики, МИФИ, г. Москва

Ведущая организация: Федеральное государственное унитарное предприятие Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А. А Бочвара

Защита диссертации состоится января 2005 г. в _Х^час С{Рмш.. на заседании диссертационного совета Д 212.130 04 МИФИ по адресу: 115409, Москва, Каширское шоссе, 31.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИФИ

Автореферат разослан декабря 2004 г.

Заверенные печатью учреждения отзывы просим направлять по адресу МИФИ

Ученый секретарь диссертационного совета МИФИ, д.ф.-м.н., профессор Е. М. Кудрявцев

го об-4 2001

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Бериллий - известный конструкционный и функциональный материал с уникальными свойствами. В настоящее время бериллий применяется, в основном, в замедлителях и отражателях ядерных реакторов, окнах рентгеновских камер и детекторов, гироскопах

В ближайшей перспективе планируется применение бериллия в проекте термоядерного реактора (ТЯР). В этой физико-энергетической установке конструкционные материалы предназначены для длительной эксплуатации в определенном температурном режиме. Например, материалы передней стенки должны функционировать при рабочей температуре 400-700°С. Однако возможны кратковременные перегревы до более высоких температур Следовательно, в принципе возможны процессы растворения и выделения примесей. Образование и распад пересыщенного твердого раствора могут привести к потере стабильности микроструктуры, которая важна для обеспечения необходимых физико-механических характеристик

В бериллии технической чистоты (БТЧ) всегда имеются примеси переходных элементов. Основной из них является железо. Железо, присутствуя в бериллии в виде различных фаз, может влиять на характеристики материала. Сведения о влиянии железа на свойства бериллия в зависимости от термообработки, способа получения материала, а также содержания других примесей в нем противоречивы; данные вопросы еще не изучены достаточно подробно.

Изучение состояния железа при малом его содержании, характерном для БТЧ (0,05-0,2 масс. %), возможно только с помощью эффекта Мессбауэра. Данный эффект является высокочувствительным к локальным изменениям ближайшего окружения атомов. При надлежащей отработке техники эксперимента можно непосредственно следить за перераспределением атомов в твердом теле в процессе распада твердого раствора.

Целью настоящей работы является выявление закономерностей структурно-фазовых превращений методом мессбауэровской спектроскопии в перспективных материалах ядерной техники на основе бериллия.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

• проведено исследование зависимости эффекта Мессбауэра от толщины образцов бериллия и его сплавов с содержанием железа от 0,09 до 5 масс. %;

• получены и проанализированы: мессбауэровские спектры твердых растворов железа в бериллии технической чистоты и сплавах

бериллия; спектры фаз, выделяющихся при распаде твердого раствора железа в бериллии технической чистоты и сплавах; в чистом виде спектр алюминийсодержащей фазы, выпадающей после длительной термообработки при 600 °С;

• создана база мессбауэровских данных по фазовому состоянию железа в сплавах на основе бериллия;

• исследована зависимость мессбауэровских параметров твердого раствора от содержания железа в бериллии. Определен ряд закономерностей, которые могут быть предложены в качестве априорной информации при разрешении сложных спектров;

• определены зависимости доли твердого раствора от времени распада и вклады различных механизмов в процесс распада твердого раствора в бериллии технической чистоты и сплавах;

• выявлены закономерности влияния примесного состава и структуры материала на характер распада и тип выпадающей фазы;

• проведены методические исследования для оптимизации техники измерений, подготовки исследуемого материала, обеспечения высокого эффекта (до 20 - 70 %), достаточного набора импульсов на канал (1024 канала), хорошего разрешения спектра, структурно-фазовых точек опоры - спектров исходного пересыщенного твердого раствора и результирующего спектра на стадии завершения его распада;

• изучены возможности мессбауэровской спектроскопии в контроле состояния примеси железа в бериллии технической чистоты.

Научная новизна работы:

• выявлены закономерности для мессбауэровских параметров в зависимости от эффективной и геометрической толщины образцов, состава материалов, характерные для эффекта Мессбауэра в бериллии;

• впервые получены мессбауэровские данные по основным фазовым состояниям железа в четырех видах бериллия технической чистоты и трех сплавах бериллия после гомогенизации и длительных изотермических отжигов при 600°С: твердый раствор, фаза РеВех и фаза АШВет;

• экспериментально установлены закономерности распада твердого раствора железа и образования вторичных фаз в исследуемых материалах Определен механизм распада твердого раствора железа в бериллии и его сплавах.

Результаты, выносимые на защиту. Автор защищает следующие основные результаты:

• закономерности для параметров мессбауэровских спектров бериллия в зависимости от эффективной толщины, геометрической толщины и содержания железа;

-...П..у ;»'„•

• модель кинетики распада твердого раствора железа в бериллии и его сплавах;

• базу данных по фазовому состоянию железа в бериллии технической чистоты и сплавах после гомогенизации и длительных изотермических отжигов при 600 °С;

• комплексный подход к разрешению сложных мессбауэровских спектров, характерных для бериллия технической чистоты и сплавов бериллия, выбор пути подгонки моделей спектров с учетом вида разностного спектра и априорной информации: концентрационной зависимости квадрупольного расщепления твердого раствора, взаимосвязи эффекта и интенсивности линий и других найденных закономерностей;

• мессбауэровские спектры в широком наборе материалов на основе бериллия после термообработки, характеризующиеся высокой величиной эффекта.

Практическая ценность работы. Характеристики твердого раствора и бериллвдов, полученные методом мессбауэровской спектроскопии, проясняют природу такой важной примеси в бериллии, как железа

Выявленные закономерности, полученные характеристики фазового состава сплавов бериллия позволяют предсказать изменение свойств бериллиевых материалов, что актуально при принятии таких практически важных решений, как, например, выбор кандидатных материалов для ТЯР.

Предложенная методика обработки мессбауэровских спектров железа в бериллии может быть использована для анализа сложных спектров в других материалах

Личный вклад автора в полученные результаты заключается:

• в разработке комплексного подхода к разрешению сложных мессбауэровских спектров, характерных для бериллия технической чистоты и сплавов бериллия;

• в выборе пути подгонки моделей с учетом вида разностного спектра и априорной информации;

• в проведении экспериментов по получению и обработке мессбауэровских спектров в широком наборе материалов на основе бериллия после термообработки, характеризующиеся высоким эффектом и набором импульсов;

• в выявлении закономерностей для мессбауэровских параметров бериллия в зависимости от эффективной толщины, геометрической толщины и содержания железа;

• в составлении базы данных по фазовому состоянию железа в бериллии технической чистоты после гомогенизации и длительных изотермических отжигов при 600 °С,

• в создании модели кинетики распада твердого раствора железа в бериллии и его сплавах.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на следующих научных конференциях, сессиях, совещаниях и семинарах: Научные сессии МИФИ-99, 2001, 2002, 2003; Международная конференция "Эффект Мессбауэра: магнетизм, материаловедение, гамма-оптика", 26 июня - 1 июля 2000 г., Казань; Всероссийская научная конференция студентов-физиков и молодых ученых ВНКСФ-7, 7 - 12 апреля 2001 г., С.-Петербург; V ША International Workshop on Beryllium Technology for Fusion, 10-12 October 2001, Moscow, Russia; VIII Международная конференция «Мессбауэровская спектроскопия и ее применения», 08 - 12 июля 2002 г., С.- Петербург; Российская конференция "Материалы ядерной техники", 23-27 сентября 2002 г., Агой, Краснодарский край; Научно-практическая конференция материало-ведческих обществ России "Новые функциональные материалы и экология", 26-29 ноября 2002 г., Звенигород; IX Международная конференция "Мёссбауэровская спектроскопия и её применения" (IX ICMSA), 21-25 июля 2004 г., Екатеринбург, Научно-практическая конференция материаловедческих обществ России «Создание материалов с заданными свойствами: методология и моделирование», 22-26 ноября 2004 г., Звенигород.

Результаты работ, вошедших в диссертацию, были отмечены: в 2000 году - Дипломом за II место в конкурсе Московского физического общества среди аспирантов, в 2001 году - Дипломом за Ш место на Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых с правом внеочередной публикации, в 2002, 2003 годах - Дипломами за успешное участие в Научных сессиях МИФИ-2002,2003.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 работ: 2 статьи в российских журналах, 6 статей в сборниках трудов и 7 статей в сборниках тезисов докладов российских и международных научных конференций, выпущен научно-технический отчет.

Объем работы и ее структура. Диссертация состоит из введения, шести глав и выводов; содержит 235 страниц, в том числе 105 страниц приложения. 124 рисунка, 10 таблиц и список литературы из 90 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

При проведении исследований с помощью эффекта Мессбауэра оп-редлению подлежат следующие параметры экспериментального спек-

тра: изомерный сдвиг Is, квадрупольное расщепление Q», ширина линий W„ максимальные интенсивности (амплитуды) линий А„ соотношение ширин и интенсивностей линий дублета, величина эффекта

Анализ ранних исследований поведения примеси железа в бериллии и техники мессбауэровского эксперимента выявил особенности мессбауэровского спектра железа в твердом растворе на основе бериллия, а также усложнение этого спектра вследствие выпадения вторичных фаз.

Впервые Кистнер определил методом мессбауэровской спектроскопии параметры фазы, выпадающей в бериллии после изотермического отжига. Первоначально ее идентифицировали как FeBen или FeBei2 позднее как FeBen, FeBe?, FeBex. Жано провел более детальные исследования и предложил обозначить полученную фазу формулой FeBei i . Белозерский с соавторами, проведя исследования бериллия технической чистоты, выявили выпадение фаз типа FeBen и AlFeBe4 на начальных этапах старения. Ora получил характеристики фаз с высоким содержанием железа.

Существуют определенные трудности, с которыми сталкивались авторы ранних работ: малая величина эффекта, небольшое число каналов накопителя, невысокое разрешение спектра. Недостаточно длительные выдержки при термообработке не позволяли судить уверенно о механизме распада твердого раствора.

Методика исследования бериллия и его сплавов с помощью мессбауэровской спектроскопии

На основе анализа примесного состава и способа приготовления 33 сортов бериллия разных лет, в том числе предлагаемых на сегодняшний день в качестве кандидатных материалов, был определен круг материалов, исследуемых в настоящей работе. Для изучения было выбрано 7 различных сплавов и сортов (табл. 1). Кроме них для уточнения некоторых закономерностей привлекался ряд других сплавов

Таблица 1 Мсспедуемые материалы

Условное Содержание примесей,масс. %

обозна-

чение Железо Алюминий Другие металлы

П 0,15 0,024 0,238

П' 0,12 0,019 0,144

Л 0,15 0,024 0,240

Л' 0,09 0,023 0,120

М 0,11 0,029 0,059

д 0,80 0,007 0,036

Ж 0,85 0,060 0.225

По структуре и примесному составу было выделено четыре группы материалов:

1 Крупнозернистые и монокристаллические сплавы бериллия высокой чистоты с разным количеством железа. В материале допускается наличие хорошо растворимых примесей переходных элементов' никеля и меди.

К этой группе относятся сплавы бериллия высокой чистоты с железом (до 5 масс. %), в частности сплав Д. Здесь также могут быть использованы данные Жано (J) для сплавов с 1 масс. % железа.

Данные, полученные для этой группы материалов, целесообразно использовать как основу при исследовании твердых растворов железа в бериллии В качестве обработки на твердый раствор выбрана гомогенизация при 1100°С с быстрым охлаждением.

2. Крупнозернистые и монокристаллические сплавы бериллия с разным количеством железа, а также заметным количеством примесей алюминия, титана, хрома, марганца.

К этой группе относятся литые сплавы M (с железом, обогащенным мессбауэровским изотопом 57Fe) и монокристаллический сплав Ж.

Данные, полученные при исследовании этой группы материалов, удобно использовать как основу для исследования фаз, выпадающих при термообработке бериллия технической чистоты и его сплавов В качестве термообработки на распад твердого раствора выбраны дот-тельные изотермические отжиги при 600° С с последующим быстрым охлаждением Здесь также могут быть частично использованы данные Белозерского (Б) о мессбауэровских параметрах фаз, выпадающих в бериллии.

3. Литые материалы технической чистоты с содержанием железа 0,09 и 0,15 масс. %, являющиеся исходными для промышленных горя-чепрессованных. Содержание других примесей в них находится на уровне технической чистоты.

К этой группе относятся материалы Л1 и Л соответственно.

4 Горячепрессованный мелкозернистый бериллий технической чистоты с содержанием железа 0,12 и 0Д5 масс. %, других примесей -на уровне технической чистоты.

К этой группе относятся материалы ГГ и П соответственно

Предложенная классификация, на наш взгляд, способствует систематизации и анализу экспериментальных данных.

Рассмотрена аппаратная часть мессбауэровского эксперимента, обеспечивающая получение сопоставимых данных при серии длительных отжигов. Представлены технические характеристики при длительной эксплуатации спектрометра MCI 101Э, источника типа МИКХ, ре-

зонансного детектора КБОи-2А. Приведены особенности калибровки (по нитропруссиду натрия) и учета фона, а также экспериментально подобранные режим вибрации, размеры и форма поглотителя, оптимальное время снятия спектра в данных условиях. Контролировали также асимметрию линий спектра. Образцы для исследования были в форме пластинки толщиной от 0,3 до 15 мм.

Вопрос о разрешении мессбаузровских спектров заслуживает особого внимания. Типичный спектр в бериллии технической чистоты приведен на рис. 1. Спектр твердого раствора представляет собой дублет Критерием разрешения дублета, как известно (Быков и Фам Зуи Хиен, 1962), является отношение ширины спектральной линии к квад-рупольному расщеплению \¥/С). Это отношение не должно превышать 1/6. В противном случае будет заметным взаимное влияние линий спектра друг на друга. В работе определен диапазон возможных значений отношения \У/С? для твердых растворов железа в бериллии.

15 20

_25_

Рис. 1. Типичный спектр горячепрессованного бериллия после продолжительного отжига: 1 - экспериментальный спектр; 2 - спектр твердого раствора; 3 - спектр выпадающей фазы; А1 и А2 - интенсивности первой и второй линий дублета твердого раствора; А3 и А* - интенсивности линий дублета выпадающей фазы; 15, 03 - изомерный сдвиг и квадруполь-ное расщепление выпадающей фазы соответственно; Рь Р2 и Р3 - интенсивности пиков экспериментального спектра.

Нами предложен дополнительный критерий разрешения - отношение величины перекрытия спектральных линий к величине эффекта. Данный параметр позволил определить предельное значение эффективной толщины, при котором образцы различных материалов можно считать достаточно тонкими для получения хорошо разрешенных спектров с высоким эффектом. Для БТЧ и некоторых сплавов оказалось возможным подобрать размеры образцов, обеспечивающие доста-

точно малое перекрытие Отношение перекрытия к величине эффекта для бериллия технической чистоты снизилось до 12 %, для сплава М -до 10 %. Достаточно малые величины перекрытия, полученные одновременно с высокой величиной эффекта, дают возможность лучше разрешать сложные спектры.

Еще одна особенность мессбауэровского спектра заключается в отклонении его формы от лоренцевской. При вычитании теоретической модели из экспериментального спектра получаем разностный спектр характерного профиля. Эта особенность наблюдается для источника и стандартного поглотителя, но особенно заметна для исследуемого материала. При учете гауссовой поправки (лоренц-гаусс-коэффициента) в описании линии данное искажение асимметрично уменьшается, но не исчезает окончательно Особенности разностного спектра, его размер и форму мы классифицировали и учитывали при обработке спектров.

Спектры выпадающих в бериллии фаз накладываются на спектр твердого раствора. Это подтвердилось в настоящей работе, причем нами установлено, что некоторые линии выпадающих фаз почти совпадают с одной из линий твердого раствора, а го всего набора линий только единственная, а именно первая линия дублета твердого раствора, является относительно независимой.

На рис. 2 представлены типичные мессбауэровские спектры различных материалов до и после изотермического отжига.

Для обработки спектров применялась известная программа обработки мессбауэровских спектров ЦКГУЕМ по модели лоренцевской и модифицированной лоренцевской линии с варьированием условий подгонки. Математическая обработка спектров отлажена специально для случая сложных, накладывающихся спектров, как, например, спектры различных фаз железа в бериллии после отжигов.

При обработке таких спектров стандартными программными средствами оставалась трудноразрешимой довольно значительная часть спектра. В этих условиях наиболее продуктивным оказалось применение современного спектрометра с резонансным детектором и нестандартных подходов к обработке результатов измерений.

Предложено комбинировать следующие варианты обработки:

ДД\ твердый раствор - дублет, фаза - тоже дублет, все параметры меняются в допустимых пределах (граничные значения устанавливались из априорной информации). Создание статистического массива решений с выбором начальных положений расчетных линий в характерных точках допустимой зоны: на пике, слева и/или справа от пика и т.д.;

ДДАП: твердый раствор - дублет, фаза - дублет, асимметрия твердого раствора фиксирована, промежуточная фиксация параметров, выбор алгоритма поиска оптимального решения: по изменению квадру-польного расщепления твердого раствора в допустимом диапазоне, по изменению положения линии А1, по изменению типа фазы;

и •

*зо ■ "я

• -

1! 1»

« г« -м -

15 1 -М 0 0,5 1 13 2

и 4 V 0 м 1 и з

л г

а -1 -м• м 1 и 1

чг

—I-1-1-1-1-1-Н-1

1,5 1 0,8 в 0,3 I 1,5 V, мм/с

Рис. 2. Мессбауэровские спектры исследуемых беришшевых материалов в сравнении со спектрами твердого раствора и фаз, выделяющихся при его распаде:

а - типичный спектр пересыщенного твердого раствора после гомогенизации при 1100 "С;

б - спектр сплава Ж после изотермического отжига при 600 °С длительностью 207 ч. Жирной линией показан спектр выпадающей фазы РеВе» полученный расчетом;

в - спектр сплава М после отжига в течение 1135 ч, практически состоящий только из спектра фазы АШВец,; г - спектр горячепрессованного бериллия П после отжига в течение 198 ч.

При невозможности выявить вторую линию выпадающей фазы ее дублет реконструировали по первой линии, рассчитанной как отдельный синглет.

Была проанализирована экспериментальная погрешность и погрешность обработки. Сформулированы и применены критерии отбора решений, в частности по оценке разностного спектра и параметру %2.

Разностный спектр, возможно, представляет собой смесь спектров малых неизвестных фаз и ложных сигналов. Найдены необходимые варианты пути подгонки с учетом вида разностного спектра и априорной информации, концентрационной зависимости квадрупольного расщепления твердого раствора, взаимосвязи эффекта (площади спектра) и интенсивности линий и других найденных закономерностей. Такой подход оправдан, так как статистическая обработка без учета дополнительной информации часто приводит к ложным решениям по асимметрии и квадрупольному расщеплению, площади и изомерному сдвигу, доле твердого раствора и других фаз, параметрам выпадающих фаз.

Закономерности эффекта Мессбауэра в твердом растворе на основе бериллия

Величину эффекта в твердом растворе железа в бериллии оценивали по площади 5" дублета твердого раствора, а также по среднему арифметическому значению амплитуд его линий А. Можно показать, что средняя амплитуда пропорциональна площади дублета. Об изменении эффекта с геометрической толщиной образцов можно судить по соответствующей зависимости для средней амплитуды (рис. 3).

Рис. 3 Зависимость величины эффекта от толщины образцов сплавов бериллия

На рис. 4 представлена зависимость величины эффекта (площади спектра) от эффективной толщины образцов Са.

Предприняты попытки аппроксимировать зависимость с помощью функций Бесселя.

Б=2я Са ехр(-Са) [ 1о (Са /2) +1! (Са /2) ] А ехр( - В Са), (1) где: 10, II - модифицированные функции Бесселя первого рода нулевого и первого порядка от действительного аргумента, взятые из уравнения Видеманна-Мессбауэра, Са - эффективная толщина поглотителя, А и В - коэффициенты, характерные для определенного поглотителя. Найдены коэффициенты А и В для некоторых исследуемых материалов.

Характерный вид зависимости можно объяснить, например, уве личением нерезонансного поглощения с толщиной. При этом зависимость эффекта от эффективной толщины описывается с помощью произведения функции Видеманна-Мессбауэра

О 209 400 600 800 1000 Са

Рис. 4. Зависимость величины эффекта от эффективной толщины образцов сплавов бериллия.

и экспоненты поглощения.

С учетом построенной таким образом зависимости может бьггь определено значение толщины экспериментального образца, обеспечивающее максимальную величину эффекта Мессбауэра.

По выявленной зависимости определено предельное значение эффективной толщины, равное 0,5, при котором образцы твердого раствора в бериллии можно считать достаточно тонкими для получения хорошо разрешенных спектров с высоким эффектом. Этому значению соответствуют разные значения геометрической толщины. Например, для сплава с 0,002 масс. % 57Ре она составляет 7,1 мм, а для сшива с 0,087 масс. % 57Ре - 0,16 мм.

Предложено описание зависимостей мессбауэ-ровских параметров от концентрации твердого раствора.

Влияние железа на свойства бериллия зави-сит от количества железа в твердом растворе и выделяющейся фазе. Для определения этих ко-ли-честв, основываясь на подборе уравнений вида (1), мы построили концентрационные кривые для величины эффекта. Эти кривые позволяют контролировать обеднение и обогащение твердого раствора в реальных пределах, соответствующих промышленным сортам бериллия.

Для образцов толщиной 2 мм концентрационная зависимость величины эффекта при содержании изотопа 57Ре до 0,007 масс. %, или соответственно при содержании естественного железа до 0,032 масс. % приблизительно линейная: А = к57С57, где А - средняя амплитуда, %, к57 - концентрационный коэффициент, С57 - концентрация изотопа 57Ре, масс. %. При этом к57 = 1855. В пересчете на содержание естественного железа С, масс. %, уравнение прямой принимает вид А = кС, где концентрационный коэффициент по естественному железу к - 40,8.

Для толщины образца 10 мм концентрационную зависимость величины А можно считать линейной при содержании изотопа 57Ре до 0,003 масс. %, или соответственно при содержании естественного железа до 0,14 масс. %. При этом концентрационный коэффициент составляет 135,2 (по естественному железу). Высокое значение коэффициента позволяет заметить малые изменения концентрации твердого раствора.

При малых концентрациях квадрупольное расщепление круто возрастает с увеличением содержания железа. Рост существенно замедляется при концентрации от 1 до 5 масс. %. Эта закономерность качественно согласуется с полученной в работе Жано. Она используется нами при расшифровке сложных спектров.

Отношение ширины к квадрупольному расщеплению постепенно возрастает с увеличением содержания. В пределе малых концентраций оно составляет 0,3 . По-видимому, эта величина по своей природе яв-

ляется минимальной для твердых растворов в бериллии. Она все же существенно выше известной критической величины 1/6. Найденную закономерность целесообразно применять при расшифровке сложных спектров после термообработки, приводящей к обеднению твердого раствора.

Изомерный сдвиг, по-видимому, не зависит от концентрации железа в твердом растворе.

Получены характеристики твердых растворов в процессе распада. Квадрупольное расщепление при увеличении времени изотермического отжига снижается, что свидетельствует об обеднении твердого раствора и согласуется с полученной закономерностью. Доля спектра твердого раствора и интенсивности линий также снижаются. Темп снижения квадрупольного расщепления у разных материалов несколько различается. По-видимому, это связано с ориентацией кристаллитов. Это предположение подтверждается тем фактом, что наиболее резкое снижение квадрупольного расщепления замечено как для монокристаллов, ориентированных параллельно оси с, так и для металлокера-мического образца вдоль оси прессования.

У всех образцов ширина линии в течение отжига постепенно снижалась вплоть до удвоенной естественной в соответствии с обеднением твердого раствора.

Параметры спектров бериллидов железа, образующихся при распаде твердого раствора

Выявлено, что в процессе образования новой фазы при изотермическом отжиге, начиная с некоторого момента, ее мессбауэровские параметры становятся практически постоянными.

В большинстве случаев после длительных отжигов вторая фаза выпала в достаточной степени (рис. 1 б, в, г). Спектр одного из образцов сплава М после отжига в течение 1135 ч практически состоял только из дублета выпавшей фазы (рис 1в). В спектре материала Ж после отжига в течение 207 ч доля выпавшей фазы РеВех составляла 71% (рис. 16). Большая доля спектра второй фазы в результирующих спектрах, полученных впервые, позволяет достаточно надежно вычислить мессбауэровские параметры фаз.

Определены параметры спектров фаз, выделяющихся в исследуемых материалах при распаде твердого раствора: изомерный сдвиг и квадрупольное расщепление Ов.

В качестве ведущего критерия идентификации выбрано заметное отличие параметров спектров фаз РеВец и А1РеВе4 по литературным данным. В таблице 2 приведены данные, полученные путем измерений,

проведенных при движении у-квантов параллельно {//) и перпендикулярно (л.) гексагональной оси или соответствующему характерному направлению предпочтительной ориентации, а также для почти изотропных случаев (~). Также приведены литературные данные для монокристаллического сплава ] и технически чистого бериллия Б.

Из сопоставления значений параметров с литературными можно сделать вывод о близости параметров фазы, выпадающей в сплавах Ж и Д, к параметрам фазы РеВе] 1 , а для фазы, выпадающей в сплаве М -к параметрам фазы А1РеВе4.

Ввиду сложности состава алюминийсодержащую фазу обозначили как А11*Вет (К. - группа металлов, включающая железо и другие переходные элементы, ш - индекс, принимающий значение 4 или 5, последнее значение наиболее вероятно), а железосодержащую фазу как РеВе* (наиболее вероятно значение х=11).

В ряду 1-Д-Ж-Мс последовательным увеличением отношения концентрации алюминия к концентрации железа от 0,001 до 0,264 наблюдается изменение состава выделяющейся фазы.

Таким образом, впервые получены: спектры выпадающих фаз в широком диапазоне химических составов материала; спектр одной из выпадающих фаз в чистом виде; данные о смене типа выпадающей фазы.

Материал Фаза и, мм/с в'. мм/с

Ж // 0,46 0,13

Ж РеВе, 0,47 0,14

Д 0,45 0,12

М // АЖВеш 0,59 0,26

м ~ 0,57 0,21

// РеВен 0,45 0,19

.г X 0,41 0,15

Б ~ РеВеп 0,41 0,17

Б АШеВе, 0,56 0,30

Кинетика перераспределения железа в сплавах бериллия при термообработке

Предложен новый подход к изучению кинетики распада твердого раствора по сложным спектрам.

В связи с тем, что в некоторых случаях выделение площади спектров фаз осуществить практически невозможно, проводили комбинированный анализ по площадям и интенсивностям. Например, долю

твердого раствора можно оценивать по величине пиков экспериментального спектра (рис. 5).

Можно показать, что, если площадь определить трудно, но явно выделяется одна из линий, оценивать долю фазы можно по интенсивности этой линии или соответствующему пику экспериментального спектра.

Во-первых, там, где хорошо разрешается спектр и выделяется или преобладает спектр твердого раствора, рассматривается зависимость для площади твердого раствора. Это удалось для материалов М, Л, Л' и П. Во-вторых, там, где спектр раствора было трудно выделить, но легко и надежно выделялась линия А1, сделали допущение о возможности по ее интенсивности реконструировать весь твердорастворный спектр При этом осуществляли расчет для перехода от площади к интенсивности. Помимо этого для анализа использовались также интенсивность линии АЗ и площадь выделяющейся фазы. Возможность использования данного подхода имеет следующее обоснование.

Рис.5. Зависимость доли твердого раствора в различных материалах от времени распада' 1 - литой бериллий Л и Л'; 2 - сплав М; 3 -сплав Ж; 4 - горячепрессо-ванный бериллий П'; 5-го-рячепрессованный бериллий П (расчет по пику экспериментального спектра); 6 -сплав I (расчет по площади спектра).

Доля железа в той или иной фазе пропорциональна площади спектра фазы, которая, в свою очередь, пропорциональна средней интенсивности спектральных линий. Можно допустить, что отношение ин-тенсивностей линий твердого раствора в ходе отжига не изменяется. Тогда долю твердого раствора х можно представить отношением

х = АМ/А;(0), (2)

где А, (О) и А ¡{¡) - интенсивности одной из линий твердого раствора, а именно линии Асоответственно после гомогенизации и изотермического отжига; I - длительность отжига, ч.

Обычно процессы распада характеризуются экспонентами вида x = exp(-atn), (3)

где п - характерный показатель степени, принимающий значения от 0,5 до 4; а - полуэмпирический коэффициент. Следовательно,

Время распада, ч

Л ;(?) = -4,(0) ехр(- а / ") (4)

При допустимом приближении долю твердого раствора можно оценить по интенсивности пика

У = ^(/)/^(0), (5)

где 0) и - интенсивности пика соответственно после гомогенизации и изотермического отжига.

Интенсивность пика является суммой, включающей величину А¡Ц) интенсивности первой линии твердого раствора и вклады других линий:

= ЛДг) + кА,(0) (1- х) (б)

Здесь: у и к- коэффициенты вкладов. При удовлетворительном разделении линий каждый из этих коэффициентов не превышает 0.1;/Лг(0 - вклад второй линии твердого раствора: при невысокой асимметрии спектра можно положить, что он пропорционален интенсивности первой линии; к А ¡{0) (1-х) - вклад дублета выпадающей фазы. При]~к- ОД получим:

= 0,91*+ 0,09 (7)

При невысокой степени распада, если доля твердого раствора не ниже 0,5, из выражения (9) получим, что величина у не более чем на 10 % превышает величину х .Это наблюдалось для литого бериллия и сплавов (рис 6а). Вклады линий можно уточнить из эксперимента.

Результаты, полученные для материалов М и П приближенным методом, отличались от полученных прямым методом не более, чем на 10%, что позволило распространить применение приближенного метода на спектры, полученные на разных этапах отжигов, когда непосредственно площадь нельзя было вычислить.

Найдены количественные характеристики кинетики распада твердого раствора и образования выпадающей фазы по различным вариантам расчета изменения доли железа в фазе. Дана соответствующая интерпретация.

Сравним ход кривых зависимости доли твердого раствора от времени отжига для различных материалов (см. рис. 5). Можно убедиться, что в литом бериллии технической чистоты распад идет наиболее медленно по сравнению с этим процессом в других исследованных материалах: как в литых сплавах с высоким содержанием железа (Ж и I). так и в горячепрессованном техническом бериллии (П и П'). Скорость распада в ГП бериллии выше, чем в литом сплаве М. Она намного выше, чем в материалах Л и Л', несмотря на то, что состав металлических примесей в летом бериллии технической чистоты близок составу в П и П' соответственно.

Рис 6. Зависимость доли железа в твердом растворе от времени отжига: а) для литого бериллия с 0,15 масс. % железа (Л) и для сплава с 0,11 масс. % железа (М); х -расчет по интенсивности первой линии твердого раствора; у -приближенный расчет по интенсивности первого пика экспериментального спектра; б) для горячепрессо-ванного бериллия П с 0,15 масс. % железа

В горячепрессованном материале размер зерен мал, суммарная поверхность границ велика, более высока подвижность примесей Следовательно, здесь быстрее достигается более полное выделение железа по сравнению с литым крупнозернистым материалом.

Согласно классификации Аврами по виду зависимости доли фазы от времени распада можно судить о сущности процессов, протекающих в материале. Показатели экспонент обычно устанавливают методом логарифмирования экспериментальных данных. Мы находили параметры экспонент непосредственным программным расчетом.

При длительности отжигов до 200 ч для эволюции доли твердого раствора в материалах Л, Л' и М экспоненту вида (3) подобрать не удалось. При расширении диапазона отжигов до 1000 ч подобрано описание преимущественно экспонентами с показателем 2/3. Это свидетельствует о сходстве механизма распада в литых материалах.

Для ГП бериллия описать зависимости одной экспонентой не удалось. Использовали линейную комбинацию экспонент с коэффициентами а, Ь, с и вкладами/!, В, С, суммируя различные процессы:

Время распада, ч

Время распааа, ч

х = А ехр (-а + В ехр (- Ь I) + С ехр (- с I3'5). (10)

Как известно, приведенные выше экспоненты характеризуют следующие процессы соответственно: 1) выделение на дислокациях; 2) зарождение на границах при исчерпании других мест зарождения; 3) распад при убывающей скорости зарождения новой фазы.

В материалах П и П' вклад распада с выделением на дислокациях, по разным оценкам, составляет от 45 до 72 %. Кроме того, большой вклад вносит зарождение на границах зерен при исчерпании других мест зарождения (по-видимому, дислокационных): от 23 до 55 %. В материале ГГ вклад границ зерен выше, чем в П. В данном материале относительное содержание алюминия несколько выше, чем в П, и выпадает фаза АШВет. Примесь алюминия, как правило, находится на границах зерен. Этим можно объяснить повышенный вклад границ зерен в механизм распада.

Итак, в ГП бериллии распад протекает в значительной части с зарождением на границах Скорость распада выше, чем в литом бериллии

Полученные результаты, мы надеемся, будут полезны для анализа процессов растворения-выделения при термообработке и эксплуатации бериллиевых материалов.

Таким образом, впервые непосредственной аппроксимацией экспериментальных данных получены экспериментальные зависимости для изменения доли твердого раствора железа в бериллии и его сплавах в процессе распада. Впервые установлено методом месебауэровской спектроскопии для широкого набора составов, что распад твердого раствора в литых материалах происходит преимущественно на дислокациях, а в горячепрессованных материалах также и на границах.

Особенности фазового состояния железа в гетерогенных сплавах бериллия

Параметры фаз, полученные для сплавов, применены для исследования различных видов бериллия технической чистоты, имеющего более сложные спектры.

В табл. 4 представлены параметры фаз, сформировавшихся в процессе распада в бериллии технической чистоты.

Обращает на себя внимание смена типа фазы в ряду литых материалов и монокристаллов, построенном, как и в главе 4, по возрастанию содержания алюминия по отношению к содержанию железа.

Материалы Л, Л', Д, М, полученные плавкой, с крупнозернистой микроструктурой, и монокристаллы Ж и I располагаются в данном ряду следующим образом:

.Г-Д-Ж-Л-Л-М

При переходе от Ж к Л, по-видимому, содержание алюминия стало достаточно высоким для образования фазы АШВею.

Установлено, что составы выделяющихся фаз в материалах П и П' также различаются (см. табл. 4).

Материал Фаза Is, Qs,

мм/с мм/с

П/' 0,47 0,17

FeBex 0,47 0,17

IU 0,47 0,16

Л/' 0,54 0,31

0.54 0,3)

Л1 AlRBem 0,54 0,31

IT 0,51 0,23

Л' 0,55 0,31

В материале П' выпадает фаза ÁIRBen, Возможно, это связано с тем, что содержание алюминия относительно других металлических примесей несколько выше, чем в П. Как известно, другие металлические примеси могут входить в состав фазы AlRBem наряд}' с железом Установлено, что наиболее точно граница смены состава проходит между материалами П и П', то есть при содержании железа между 0,15 масс. % (П) и 0,12 масс. % (П'). При этом относительная концентрация Al/Fe составляет около 0,16.

Составы выделяющихся фаз в материалах П и Л различаются, хотя эти материалы имеют близкое содержание металлических примесей. По-видимому, предпочтительной является фаза FeBen, а фаза AlRBem является промежуточной и в литом бериллии из-за медленной диффузии железа и малой скорости распада сохраняется даже при больших выдержках.

Исследован берилляевый угол диаграммы состояния Be-Fe-Al. По выходу кинетических кривых на константу (см. рис. 6), когда выпавшая фаза уже окончательно сформировалась (ее спектр составляет наибольшую часть результирующего спектра и мессбауэровские параметры не изменяются с течением отжигов), определена растворимость железа в бериллии различного состава при 600 °С (табл. 5).

Диапазон возможной растворимости железа в БТЧ составляет от 0,045 до 0,095 масс. %. Это существенно отличает БТЧ от чистого бериллия, растворимость в котором, по литературным данным, составляет до 0,2 масс. %.

Таким образом, в ряду исследуемых материалов выявлена смена состава выпадающих фаз при соотношении Al/Fe, равном 0,16, получена

растворимость железа для ряда сплавов в бериллиевом углу диаграммы М-Ве-Ие.

Таблица 5 Растворимость железа в исследуемых чатериалах (с указанием выпавших фаз)

Материал Растворимость, масс. %

Д (Be + FeBe,) <0,18

М (Be + AlRBem) 0,050

Л (Be + AlRBem) < 0,095

Л' (Be + AlRBem) <0,075

П (Be м FeBex) 0,050

П' (Be + AlRBem) 0,045

Повышенные физико-механические свойства ряда сортов бериллия, возможно, связаны с присутствием фазы AlRBem Известно, что ряд сортов промышленного ГП бериллия имеет стабильные механические свойства при длительных изотермических отжигах. Эти сорта рекомендуются в качестве кандидатных для термоядерного проекта. Можно сделать предположение, что причина стабильности свойств заключается в особенностях состава примесей. Известно, что выделение оптимального количества алюминийсодержашей фазы положительно сказывается на свойствах материала. В кандидатных сортах, например. S65 и TR-30, содержание железа составляет не более 0,12 %, а относительная концентрация Al/Fe превышает 0,16. В соответствии с критерием, найденным в настоящей работе, такой химический состав является благоприятным фактором для образования стабилизирующей алюминийсодержащей фазы в результате длительных отжигов.

Таким образом, в результате проведенной работы, с помощью мес-сбауэровской спектроскопии выявлено фазовое состояние примесей железа в бериллии технической чистоты и сплавах после длительной термообработки при 600°С. Выявленные закономерности полезно использовать при выборе сортов бериллия, выработке критериев термообработки и режима эксплуатации материалов.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. С помощью мессбауэровской спектроскопии по единой методике исследован ряд материалов на основе бериллия. Создана база данных по фазам железа, присутствующим в бериллии на разных этапах распада твердого раствора при длительных изотермических отжигах при 600 °С с выдержкой до 1300 ч, в том числе для таких сортов, в которых, как ранее считалось, железо остается в растворе.

щины. На основе данных закономерностей введен критерий достаточно тонкого образца для мессбауэровского эксперимента на бериллии, а также вычислены оптимальные значения толщин образцов.

2. Впервые в практике исследований сплавов бериллия получен чистый (с пренебрежимо малой долей спектра твердого раствора) спектр алюминийсодержащей фазы (в сплаве 0,11 масс. % Ре и 0,029 масс. % А1). В сплавах с 0,8 - 0,85 масс. % Ие расчетным путем получен спектр железосодержащей фазы, составляющей до 70 % от всего экспериментального спектра.

3. По кинетическим зависимостям доли твердого раствора от времени отжига установлен механизм распада твердого раствора в бериллии технической чистоты и сплавах. Выявлено, что распад твердого раствора в литых материалах происходит преимущественно на дислокациях. В горячепрессованных материалах он протекает в значительной части с зарождением на границах. Скорость распада твердого раствора в горячепрессованном материале выше, чем в литом бериллии.

4. Установлено, что в ряду материалов, расположенных в порядке возрастания содержания алюминия и убывания содержания железа, происходит смена типа выпадающей фазы - от железосодержащей РеВе* (наиболее вероятное значение х=11) до алюминийсодержащей АЖВет (наиболее вероятное значение т=5, Я - переходные металлы: Ре, Мл и др.). Смена состава в горячепрессованном бериллии происходит при содержании железа между 0,15 масс. % (П) и 0,12 масс. % (П'). При этом отношение содержания алюминия к железу составляет 0,16.

Установленный впервые уникальный, рубежный характер химического состава и структуры фазы, выпадающей в материалах, близких по составу к кандидатым, полезно было бы использовать для оценки эффективности и выработки критериев термообработки, например, с целью управления структурно-чувствительными свойствами, зависящими от типа выделений.

5. Уточнены данные по растворимости железа в бериллии. Определена растворимость железа в бериллии различного состава в районе 600°С. Установлено, что диапазон возможной растворимости железа в бериллии технической чистоты составляет от 0,045 до 0,095 масс. %.

Основные материалы диссертации опубликованы в работах:

1. П А Алферов, Ю Л. Дубинская. Погрешность мессбауэровского эксперимента. Научная сессия МИФИ-99 Сборник научных трудов. М.: МИФИ,1999 Т. 12 и 13. С 133135.

2 ПА. Алферов, В П Гладков, Ю Л Дубинская, В И Петров Параметры мессбауэровского спектра твердого раствора железа в бериллии. Научная сессия МИФИ-99. Сборник научных трудов. М . МИФИ,1999. Т. 5. С. 95-96.

3. В П. Филиппов, В. П. Гладков, Ю. Л Дубинская, Д. А. Леонов, В. И. Петров Учет фактора накопления в оценке значения величины эффекта Международная конфе-

ренция "Эффект Мессбауэра' магнетизм, материаловедение, гамма-оптика".26 июня - 1 июля 2000 г, Казань. Сборник тезисов Хэтер, 2000 С. 141.

4. В. И. Петров, Ю. JI. Дубинская. Учет выполнения уравнения Видеманна-Мессбауэра при разрешении спектров. Научная сессия МИФИ-2001 Сборник научных трудов. М.: МИФИ, 2001. Т. 9. С. 62-63.

5. Ю. Л Дубинская. Величина эффекта Мессбауэра в достаточно тонких образцах бериллия Научная сессия МИФИ-2001. Сборник научных трудов. М.-МИФИ, 2001. Т 13. С. 145-14«.

6. Ю Л. Дубинская. Эффект Мессбауэра в достаточно тонких образках бериллия. 7-я Всероссийская научная конференция студентов-физиков и молодых ученых ВНКСФ-7,7-12 апреля 2001, г. Санкт-Петербург. Сборник тезисов, с. 530-531.

7 Yu. L Dubinskaya, V. I. Petrov, V. P. Gladkov, I M. Rumyantsev. Features of iron-contained phases precipitating in commercial beryllium at 600 "С V International Workshop on Beryllium Technology for Fusion, 10-12 October 2001, Moscow, Russia. Abstracts M.: VNIINM, 2001. P 21

8. Yu. L. Dubinskaya, V. I. Petrov, V. P. Gladkov, I. M. Rumyantsev. Features of iron* contained phases precipitating in commercial beryllium at 600 °C. Перспективные

материалы. Специальный выпуск. 2002. С. 65-69.

9. В. И. Петров, Ю. JI. Дубинская, В. П. Гладков. Мессбауэровские спектры горя-чепрессованного бериллия, отожженного при 600 "С. Научная сессия МИФИ-2002. Сборник научных трудов. М.: МИФИ, 2002. Т. 9. С. 82-83.

10. В. И. Петров, Ю Л. Дубинская Мессбауэровский спектр фазы, выделяющейся при старении сплава бериллий-железо. Международная конференция "Мессбауэровская спектроскопия и ее применения", 8-12 июля 2002 г., С.-Петербург, Россия. Тезисы докладов. С. 141.

11. В. И. Петров, В. П. Гладков, Ю. Л. Дубинская Механизм распада пересыщенного твердого раствора в горячепрессованном бериллии Материалы ядерной техники Сборник тезисов Российской конференции (23-27 сентября 2002, Агой, Краснодарский край). М.: ВНИИНМ, 2002. С. 124-125.

12. Ю. Л. Дубинская, В И. Петров. Особенности распада пересыщенного твердого раствора железа в горячепрессованном бериллии по данным мессбауэровской спектроскопии Новые функциональные материалы и экология. Материалы научно-практической конференции материаловедческих обществ России 26-29 ноября 2002, Звенигород. М.-МИФИ, 2002. С. 106-108.

13. Ю. Л. Дубинская, В. И. Петров. Мессбауэровские параметры фаз, выделяющихся при распаде твердого раствора железа в бериллии. Научная сессия МИФИ-2003. Сборник научных трудов М. МИФИ, 2003. Т. 9 С 196-198.

t 14. Ю. Л. Дубинская, В.И. Петров. Особенности распада пересыщенного твердого

раствора железа в горячепрессованном бериллии по данным мессбауэровской спектроскопии. Физика и химия обработки материалов. 2003. № 3. C.5-U.

15. В. П. Гладков, Ю Л. Дубинская, В. И. Петров, В. П Филиппов, Ю. А Шиканова. Особенности распада твердых растворов сплавов на основе циркония и бериллия по данным мессбауэровской спектроскопии. Создание материалов с заданными свойствами: методология и моделирование. Материалы научно-практической конференции материаловедческих обществ России. 22-26 ноября 2004, Звенигород. М.:МИФИ, 2004. С. 164.

РНБ Русский фонд

2006-4 2001

Р-1324

Подписано в печать 21.12.2004 г. Формат 60 х 90/16. Объем 1.0 п.л. Тираж 100 экз. Заказ № 2112041

Оттиражировано в ООО « ИП Гурбанов Сергей Тапыбович» Св. о регистрации № 304770000207759 от 09 июня 2004 года Москва, Доброслободская ул., д. 10, стр 5

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Дубинская, Юлия Леонидовна

Введение

ОГЛАВЛЕНИЕ

Глава 1. Основные положения мессбауэровской спектроскопии. Обзор литературных данных об исследовании поведения примеси железа в бериллии с помощью эффекта Мессбауэра.

1.1. Мессбауэровская спектроскопия.

1.2. Параметры спектра резонансного поглощения.

1.2.1. Интенсивность линий и площадь спектра.

1.2.2. Ширина линии поглощения.

1.2.3. Изомерный сдвиг.

1.2.4. Квадрупольноерасщепление.

1.3. Экспериментальные методы наблюдения. эффекта Мессбауэра.

1.3.1. Схема спектрометра.

1.3.2. Требования к спектрометрам.

1.3.3. Стандартизация резонансных линий.

1.3.4. Калибровка спектрометров по скоростям.

1.4. Эффект Мессбауэра в некоторых сплавах бериллия.

Глава 2. Методика исследования бериллия и его сплавов с помощью мессбауэровской спектроскопии.

2.1. Исследуемые материалы.

2.1.1. Выбор материалов.

2.2. Приготовление образцов.

2.3. Метод исследования.

2.3.1. Спектрометр 2-го поколения МС101Э.

2.3.2. Положение образца в спектрометре.

2.3.3. Источник.

2.3.4. Блоки детектирования.

2.3.5. Калибровка.

2.4. Выбор параметров поглотителя.

2.4.1. Скорость вибрации.

2.4.2. Образцы.

2.4.3. Шаблоны и диафрагмы.

2.5. Роль толщины образца.

2.6. Экспериментальное определение оптимального времени снятия спектра в зависимости от структуры и размеров образца.

2.7. Разрешение дублета.

2.8. Представление спектров.

2.9. Математическая обработка спектров.

2.10. Погрешность.

ГЛАВА 3. Закономерности эффекта Мессбауэра в твердом растворе на основе бериллия.

3.1. Величина эффекта Мессбауэра.

3.2. Эффективная толщина. Зависимость величины эффекта от эффективной толщины и концентрации железа.

3.3. Определение вероятности эффекта.

3.4. Определение оптимальной толщины экспериментального образца по виду зависимости эффекта от эффективной толщины.

3.5. Контроль концентрации примеси железа в бериллии.

3.6. Мессбауэровские параметры твердого раствора.

3.7. Зависимость мессбауэровских параметров от эффективной толщины и концентрации железа.

3.8. Асимметрия линий дублета.

3.9. Изменение параметров твердого раствора на начальном этапе распада.

ГЛАВА 4. Параметры спектров бериллидов железа, образующихся при распаде твердого раствора.

4.1. мессбауэровские спектры выпадающих фаз.

4.2. мессбауэровские параметры бериллидов.

4.3. Идентификация выпадающих фаз.

4.4. Зависимость типа выпадающей фазы от примесного состава материала.

ГЛАВА 5. Кинетика перераспределения железа в сплавах бериллия при термообработке.

5.1. Эволюция спектров.

5.2. Кинетика распада твердого раствора.

5.3. Сравнительный анализ хода кинетических кривых для различных бериллиевых материалов.

ГЛАВА 6. Особенности фазового состояния железа в гетерогенных сплавах бериллия.

6.1. Параметры фаз, выделяющихся при распаде твердого раствора в бериллии технической чистоты.

6.2. Изменение типа выпадающей фазы.

6.3. Растворимость железа в бериллии при 600°С по данным мессбауэровской спектроскопии.

7. ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Введение диссертация по физике, на тему "Исследование фазового состояния железа в бериллии технической чистоты с помощью эффекта Мессбауэра"

Актуальность работы

Бериллий - известный конструкционный и функциональный материал с уникальными свойствами. В настоящее время бериллий применяется, в основном, в замедлителях и отражателях ядерных реакторов, диафрагмах и отражателях электронных ускорителей, окнах рентгеновских камер и детекторов, гироскопах.

В ближайшей перспективе планируется применение бериллия в проекте термоядерного реактора (ТЯР). В настоящее время можно выделить следующие главные области применения бериллия в ядерных реакторах: 1) защитная оболочка передней стенки, 2) нейтронные умножители в зоне воспроизводства, 3) некоторые элементы внутрикорпусного оборудования систем диагностики плазмы. Для этих целей предусмотрено производство бериллия в объеме, составляющем сотни тонн. В качестве кандидатных для ТЯР предложен ряд разработанных сортов бериллия, таких как S65 (США), DShG200 и TR-30 (Россия).

В термоядерном реакторе конструкционные материалы предназначены для длительной эксплуатации в определенном температурном режиме. Например, материалы передней стенки должны функционировать при рабочей температуре 400-700°С. Однако возможны кратковременные перегревы до более высоких температур. Следовательно, в принципе возможны процессы растворения и выделения примесей. Образование и распад пересыщенного твердого раствора может привести к потере стабильности микроструктуры, которая важна для обеспечения необходимых физико-механических характеристик.

Многие существующие и разрабатываемые сорта промышленного бериллия можно отнести к классу материалов технической чистоты, характеризующимся следующим содержанием примесей: металлические примеси в сумме - от 0,02 до 0,5 масс. %, неметаллические примеси (О, С, N) от 0,05 до 1,5 масс. %.

Одной из основных примесей в бериллии является железо. Его растворимость сильно зависит от температуры, что может оказывать различное влияние на свойства бериллия. Железо может присутствовать в бериллии в твердом растворе и в выделениях. Влияние железа на свойства бериллия, по-видимому, зависит от термообработки, способа получения материала, а также содержания других примесей.

Железо может выступать как компенсатор алюминия. Выпадая на границах зерен и связывая алюминий в соединения, железо, например, устраняет красноломкость бериллия. Являясь электронным аналогом других переходных элементов, железо, по-видимому, может также служить как зонд, свидетель, сопутствующий этим примесям в фазах.

Существующая на сегодняшний день информация о состоянии железа в бериллии разрозненна и противоречива. Из-за заметного влияния железа на свойства бериллия изучение фазового состояния железа в бериллии технической чистоты представляет большой научный и практический интерес.

Один из немногих методов, чувствительных к небольшим концентрациям железа, характерным для материала технической чистоты основан на эффекте Мессбауэра. Данный эффект является высокочувствительным к локальным изменениям ближайшего окружения атомов, что позволяет непосредственно следить за перераспределением атомов в твердом теле в процессе распада твердого раствора.

Методом мессбауэровской спектроскопии благодаря его высокой селективности уже удалось получить ряд данных для некоторых сплавов бериллия. Мессбауэровская спектроскопия бериллия и его сплавов нуждается в дальнейшем развитии.

Цель работы. Целью настоящей работы является выявление закономерностей структурно-фазовых превращений методом мессбау-эровской спектроскопии в перспективных материалах ядерной техники на основе бериллия.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

• получены и проанализированы: мессбауэровские спектры твердых растворов железа в бериллии технической чистоты и сплавах бериллия; спектры фаз, выделяющихся при распаде твердого раствора железа в бериллии технической чистоты и сплавах; в чистом виде спектр алюминийсодержащей фазы, выпадающей после длительной термообработки при 600 °С;

• создана база мессбауэровских данных по фазовому состоянию железа в сплавах на основе бериллия;

Научная новизна работы:

• экспериментально установлены закономерности распада твердого раствора железа и образования вторичных фаз в исследуемых материалах. Определен механизм распада твердого раствора железа в бериллии и его сплавах.

Результаты, выносимые на защиту. Автор защищает следующие основные результаты:

• модель кинетики распада твердого раствора железа в бериллии и его сплавах;

• комплексный подход к разрешению сложных мессбауэров-ских спектров, характерных для бериллия технической чистоты и сплавов бериллия, выбор пути подгонки моделей спектров с учетом вида разностного спектра и априорной информации: концентрационной зависимости квадрупольного расщепления твердого раствора, взаимосвязи эффекта и интенсивности линий и других найденных закономерностей;

Практическая ценность работы. Характеристики твердого раствора и бериллидов, полученные методом мессбауэровской спектроскопии, проясняют природу такой важной примеси в бериллии, как железо.

Предложенная методика обработки мессбауэровских спектров железа в бериллии может быть использована и в случае сложных спектров в других материалах.

Личный вклад автора в полученные результаты заключается:

• в выборе пути подгонки моделей с учетом вида разностного спектра и априорной информации: концентрационной зависимости квадрупольного расщепления твердого раствора, взаимосвязи эффекта и интенсивности линий и других найденных закономерностей;

• в проведении экспериментов по получению и обработке мес-сбауэровских спектров в широком наборе материалов на основе бериллия после термообработки, характеризующиеся высоким эффектом и набором импульсов;

• в составлении базы данных по фазовому состоянию железа в бериллии технической чистоты после гомогенизации и длительных изотермических отжигов при 600 °С;

• в создании модели кинетики распада твердого раствора железа в бериллии и его сплавах.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на следующих научных конференциях, сессиях, совещаниях и семинарах: Научные сессии МИФИ-99, 2001, 2002, 2003; Международная конференция "Эффект Мессбауэра: магнетизм, материаловедение, гамма-оптика", 26 июня - 1 июля 2000 г, Казань; Всероссийская научная конференция студентов-физиков и молодых ученых ВНКСФ-7, 7-12 апреля 2001 г, Санкт-Петербург; V IE A International Workshop on Beryllium Technology for Fusion, 10-12 October 2001, Moscow, Russia; VIII Международная конференция «Мессбауэровская спектроскопия и ее применения», 08-12 июля 2002 г, С.- Петербург; Российская конференция "Материалы ядерной техники", 23-27 сентября 2002 г, Агой, Краснодарский край; Научно-практическая конференция материаловед-ческих обществ России "Новые функциональные материалы и экология", 26-29 ноября 2002 г., Звенигород; IX Международная конференция "Мёссбауэровская спектроскопия и её применения" (IX ICMSA), 21-25 июля 2004 г, Екатеринбург, Научно-практическая конференция материаловедческих обществ России «Создание материалов с заданными свойствами: методология и моделирование», 22-26 ноября 2004, Звенигород.

Результаты работ, вошедших в диссертацию, были отмечены: в 2000 году - Дипломом за II место в конкурсе Московского физического общества среди аспирантов, в 2001 году - Дипломом за III место на Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых с правом внеочередной публикации, в 2002, 2003 годах - Дипломами за успешное участие в Научной сессии МИФИ-2002, Научной сессии МИ-ФИ-2003.

Объем работы и ее структура. Диссертация состоит из введения, шести глав и выводов; содержит 235 страниц, в том числе 105 страниц приложения, 124 рисунка, 10 таблиц и список литературы из 90 наименований.

Заключение диссертации по теме "Физика конденсированного состояния"

7. ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1 С помощью мессбауэровской спектроскопии по единой методике исследован ряд материалов на основе бериллия. Создана база данных по фазам железа, присутствующим в бериллии на разных этапах распада твердого раствора при длительных изотермических отжигах при 600 °С с выдержкой до 1300 ч, в том числе для таких сортов, в которых, как ранее считалось, железо остается в растворе.

Разработана методика разрешения сложных спектров, получены зависимости мессбауэровских параметров твердого раствора железа в бериллии от содержания железа, толщины образца, эффективной толщины. На основе данных закономерностей введен критерий достаточно тонкого образца для мессбауэровского эксперимента на бериллии, а также вычислены оптимальные значения толщин образцов.

2 Впервые в практике исследований сплавов бериллия получен чистый (с пренебрежимо малой долей спектра твердого раствора) спектр алюминийсодержащей фазы (в сплаве 0,11 масс. % Fe и 0,029 масс. % А1). В сплавах с 0,8 - 0,85 масс. % Fe расчетным путем получен спектр железосодержащей фазы, составляющей до 70 % от всего экспериментального спектра.

3 По кинетическим зависимостям доли твердого раствора от времени отжига установлен механизм распада твердого раствора в бериллии технической чистоты и сплавах. Выявлено, что распад твердого раствора в литых материалах происходит преимущественно на дислокациях. В горячепрессованных материалах он протекает в значительной части с зарождением на границах. Скорость распада твердого раствора в горячепрессованном материале выше, чем в литом бериллии.

4 Установлено, что в ряду материалов, расположенных в порядке возрастания содержания алюминия и убывания содержания железа происходит смена типа выпадающей фазы — от железосодержащей FeBex (наиболее вероятное значение х=11) до алюминий-содержащей AlRBem (наиболее вероятное значение m=5, R - переходные металлы: Fe, Мп и др.). Смена состава в горячепрессованном бериллии происходит при содержании железа между 0,15 масс. % (П) и 0,12 масс. % (П'). При этом отношение содержания алюминия к железу составляет 0,16.

Установленный впервые уникальный, рубежный характер химического состава и структуры фазы, выпадающей в материалах, близких по составу к кандидатным, полезно было бы использовать для оценки эффективности и выработки критериев термообработки, например, с целью управления структурно-чувствительными свойствами, зависящими от типа выделений.

5 Уточнены данные по растворимости железа в бериллии. Определена растворимость железа в бериллии различного состава при 600°С. Установлено, что диапазон возможной растворимости железа в бериллии технической чистоты составляет от 0,045 до 0,095 масс. %.

Таким образом, в результате проведенной работы, с помощью мессбауэровской спектроскопии выявлено фазовое состояние примесей железа в бериллии технической чистоты и сплавах после длительной термообработки при 600°С. Выявленные закономерности полезно использовать при выборе сортов бериллия, выработке критериев термообработки и режима эксплуатации материалов. Полученные результаты показывают, что у метода мессбауэровской спектроскопии в качестве инструмента для контроля примеси железа в бериллии имеются широкие перспективы.

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Дубинская, Юлия Леонидовна, Москва

1. Физическая энциклопедия / Гл. ред. А. М. Прохоров М.: Большая Российская энциклопедия. Т. 2. 1990; Т. 3. 1992.

2. Фрауэндфельдер Г. Эффект Мессбауэра М.: Мир, 1967.

3. Беляков В. А., Кузьмин Р. Н. Мессбауэрография М.: Знание, 1979.

4. Химические применения мессбауэровской спектроскопии / Под ред. В. И. Гольданского М.: Мир, 1970.

5. Вертхейм Г. Эффект Мессбауэра М.: Мир, 1966.

6. Белозерский Г. Н. Мессбауэровская спектроскопия как метод исследования поверхности М.: Энергоатомиздат,1990.

7. Литвинов В. С., Каракишев С. Д., Овчинников В. В. Ядерная гамма-резонансная спектроскопия сплавов М.: Металлургия, 1982.

8. Иркаев С. М., Кузьмин Р. Н., Опаленко А. А. .Ядерный гамма-резонанс. Аппаратура и методика. М.: Изд-во МГУ, 1970 г., 208 с.

9. Janot С., Le Caer G. Etude par efFet Mossbauer de la solution solide de fer dans le beryllium: variation du gradient de champ electrique avec la concentration en fer//C. R. Acad. Sc. B. 1968. T. 267. N. 18. P. 954.

10. Janot C., Delcroix P. Etude par effet Mossbauer d'alliages beryllium-fer sous contrainte mecanique //Acta Met. 1972. V. 20. N. 4. P. 637.

11. Janot C., Gibert H. Etude par effet Mossbauer de la precipitation du fer dans le beryllium // Mater. Sci. Eng. 1972. V. 10. N. 1. P. 23-31.

12. Janot C., Delcroix P., Piecuch M. Properties of iron impurities in beryllium from Mossbauer studies // Phys.Rev. 1974. V. 10. N. 7. P. 2661.

13. Janot C., Delcroix P. Mossbauer studies of electronic properties of iron impurities in hexagonal closed-packed metals // Phil. Mag. 1974. V. 30. P. 651.

14. Kistner О. С., Mozer В. Origin of the Mossbauer absorption spectra of iron-impurity atoms in beryllium // Bull. Amer. Phys. Soc. 1962. V. 7. N. 7. P. 505.

15. Ohta K. Mossbauer Effect and magnetic properties of iron-beryllium compounds // J. of Appl. Phys. 1968. V. 19. N. 4. P. 2123.

16. Schiffer J. P., Parks P. N., Heberle J. Mossbauer effect for 57Fe in beryllium, copper, tungsten and platinum // Phys .Rev. 1964. V. 133. N. 6A. P. 1553.

17. Алексеев JI. А., Бабикова Ю. Ф., Гладков В. П., Зотов В. С., Кон-дарь В. И., Скоров Д. М. Изучение сплавов системы Be-Fe-C методом ядерного гамма-резонанса. // Атомная Энергия. 1973. Т. 35. Вып. 3. С. 173.

18. Химич Ю. П., Белозерский Г. Н., Гитцович В. Н., Любарский С. Н., Томилов С. Б., Бельченко Г. В. Изучение технического бериллия с помощью эффекта Мессбауэра. // ФММ. 1983. Т. 55. Вып. 3. С. 610.

19. Белозерский Г. Н., Григорьев А. К., Иванов В. А., Семенов В. Г., Соколов А. Ю. Железосодержащие фазы в технически чистом бериллии.//Письма в ЖТФ. 1986. Т. 12. Вып. 22. С. 1377.

20. Белозерский Г. Н., Григорьев А. К., Иванов В. А., Семенов В. Г., Соколов А. Ю., Александров А. А. Процессы перераспределния атомов железа в бериллии технической чистоты. // Письма в ЖТФ. 1987. Т. 13. Вып. 9. С. 531.

21. Staffidi-Argentina F., Longhurst G. R., Shestakov V., Kawamura H. The status of beryllium technology for fusion.// J. Nucl. Mater. 2000. V. 281-287. P. 43.

22. Khomutov A., Barabash V., Chakin V. et al. Beryllium for fusion application recent results. // J. Nucl. Mater. 2002. V. 307-311. P. 630-637.

23. Tikhinskij G. F., Stoev P. I., Papirov I.I. et al. New beryllium materials. //J. Nucl. Mater. 1996. V. 233-237. P. 828-831.

24. Неклюдов И. M., Ажажа В. М., Бабун А. В. Новые бериллиевые материалы высокой чистоты. // Материалы ядерной техники. Материалы российской конференции "Материалы ядерной техники". М.:ВНИИНМ, 2002. с.64.

25. Khomutov A., Barabash V., Chakin V. et al. Beryllium for fusion application recent results. // J. Nucl. Mater. 2002. V. 307-311. P. 630-637.

26. Горохов B.A., Пахомов Я. Д., Пронин В.Н., Хомутов А. М. Укрощение строптивого бериллия.// Материалы ядерной техники. Материалы российской конференции "Материалы ядерной техники". М.:ВНИИНМ, 2002. с.66.

27. Kupriyanov I. В., Gorokhov V. A., Nikolaev G. N., Burmistrov V. N. Research and development of radiation resistant beryllium grades for nuclear fusion applications. // J. Nucl. Mater. 1996. V. 233-237. P. 886-890.

28. Kupriyanov I. В., Gorokhov V. A., Melder R. R. et al. Investigation of ITER candidate beryllium grades irradiated at high temperature.// J. Nucl. Mater. 1998. V. 258-263. P. 808-813.

29. Myers S. М., Smugeresky J. Е. Phase equilibrium in the Fe-Al-Be system using high-energy ion beams // Metal. Trans. 1976. v. 7A. P. 795-802.

30. Iwadachi Т., Schmidt D., Kawamura H. The distribution of impurities in beryllium pebbles produced by Rotating Electron Method. Proc. 4th IEA Int. Workshop on Beryllium Technology for Fusion, Karlsruhe, Sept. 1999. FZKA- 6462. Apr. 2000. P. 15-24.

31. Dombrowski D. E., Haws W. J., Mckeighan P. Comparison of Elevated Temperature Properties of HIP'd Impact Ground Beryllium (S-65H) and HIP'd Gas Atomized (GA) Beryllium. Ibid. P. 77-127.

32. Khomutov A. M., Gorokhov V. A., Mikhailov V.S., Nikolaev G.N., Timofeev R. Yu., Chernov V. M. Temperature-strain rate dependence ofmechanical properties of a beryllium of the DShG-200 brand. Ibid. P. 128131.

33. Cardella A., Barabash V., Ioki K., Yamada M., Hatano Т., Lorenzetto P., Masul I., Merola M., Ohara Y., Strebkov Y. Application of beryllium as first wall armour for ITER primary, baffle and limiter modules. Ibid. P. 192198.

34. Harries D.R., Dalle Donne M., Scaffidi-Argentina F. An Assessment of the Tensile and Fracture Toughness Data Generated in the Beryllium Irradiation Embrittlement Test (BSBE) Programme. Proc. Ibid. P. 211-232.

35. Chaouadi R., Leenaerts A., Puzzolante J. L., Scibetta M. Radiation Effects on the Mechanical Properties of Irradiated Beryllium. Ibid. P. 233-246.

36. Chakin V.P., Kupriyanov I.B., Tsykanov V. A., Kazakov V. A., Melder R. R. Swelling and mechanical properties of beryllium irradiated in the SM reactor at low temperature. Ibid. P. 257-263.

37. Dalle Donne M., Longhurst G. R., Kawamura H., Scaffidi-Argentina F. Beryllium R&D for blanket application. J. Nucl. Mater. 1998. V. 258-263. P. 601-606.

38. Ishitsuka E., Kawamura H., Terai Т., Tanaka S. Microstructure and mechanical properties of neutron irradiated beryllium. Ibid. V. 258-263. P. 566-570.

39. Kleykamp H. Phase equilibria, compatibility studies and thermal properties of beryllium systems. Proc. 4th IEA Int. Workshop on Beryllium Technology for Fusion, Karlsruhe, Sept. 1999. FZKA- 6462. Apr. 2000. P. 25-42.

40. Anderl R. A., Scaffidi-Argentina F., Davydov D., Pawelko R.J. and Smolik G. R. Steam chemical reactivity of Be pebbles and Be powder. Ibid. P. 62-69.

41. Гладков В. П., Петров В. И., Скоров Д. М., Тенишев В. И. Влияние железа, никеля и меди на электропроводность бериллия П Конструкционные материалы в атомной технике. М.: Энергоатомиздат. 1987. С.77.

42. Эмсли Дж. Элементы М.: Мир, 1993.

43. Папиров И. И. Структура и свойства сплавов бериллия. Справочник -М.: Энергоатомиздат, 1981.

44. Бериллий. Наука и технология / Под ред. Д. Вебстера. Пер. с англ. под ред. Г. Ф. Тихинского М.: Металлургия, 1984.

45. Myers S. М., Smugeresky J. Е. Phase equilibria in the Fe-Al-Be system using high-energy ion beams // Metal. Trans. A. 1978. V.9A. P. 1789.

46. Диаграммы состояния двойных металлических систем. Справочник. В 3 т. Т. 1 / Под ред. Н. П. Лякишева М. : Машиностроение, 1996.

47. Новиков И. И. Теория термической обработки металлов М.: Металлургия. 1978.

48. Папиров И. И., Тихинский Г. Ф. Физическое металловедение бериллия М.: Атомиздат, 1968.

49. Васильев Л. А., Белых З.П. Алмазы, их свойства и применение -М.: Недра, 1983.

50. Мессбауэровский спектрометр МС1101Э. Техническое описание -Ростов н/Д: НИИ Физики при РГУ, 1990.

51. КиттельЧ. Квантовая теория твердых тел-М.:Наука, 1967.

52. Свидетельство на комплект стандартных образцов гамма-резонансных поглотителей ГСО № 2996-83, 3002-83 и др. по Государственному реестру мер и измерительных приборов Госстандарта СССР. ВНИИФТРИ, 1987.

53. Свидетельство на комплект стандартных образцов гамма-резонансных поглотителей ГСО № 2996-83, 3002-83 и др. ВНИИФТРИ Госстандарта России. Центр метрологии ионизирующих излучений, 1999.

54. Margulies S., Ehrman I. Transmission and line broadening of resonance radiation incident on a resonant absorber // Nucl. Instr. and Meth. 1961. V. 12.P.131.

55. Shirley D. A., Kaplan M., Axel P. Recoil-free resonant absorption in Au197 // Phys.Rev. 1961. V. 123. N.3. P. 816.

56. Быков Г.А., Хиен Ф.З. Расчет параметров экспериментального спектра резонансного поглощения гамма-квантов в кристаллах // ЖЭТФ. 1962. Т. 43. Вып. 3. С. 909.

57. Sawicki J. A. Iron-bearing precipitates in zircalloys: a Mossbauer spectroscopy study // J. Nucl. Mater. 1996. V. 228. P. 238.

58. Sawicki J. A. Mossbauer spectroscopy of tin in unirradiated and neutron irradiated zircalloys // J. Nucl. Mater. 1999. V. 264. P. 169.

59. Mossbauer R. L., Wiedemann W. H. Kernresonanzabsorption nicht Doppler-verbreiterter gammastrahlung in Re187 // Zs. Phys. 1960. B. 159. S. 33.

60. Williams J. M., Brooks J. S. The thickness dependence of Mossbauer absorption line areas in unpolarized and polarized absorbers // Nucl. Instr. and Meth. 1975. V. 128. P. 363.

61. Fotev N. M., Ivanchev N. P. A method for determining Debye-Waller factor from absolute areas. // Bulgarian Physics J. 1979. V. 5. P. 540.

62. Kistner О. C., Kocher C. W., Mozer В., Swan J. B. Recoil-free nuclear-research-absorption spectrum of Fe impurity atoms in beryllium. // Bull. Amer. Phys. Soc. 1962. V. 7. N. 4. P. 294.

63. Дубинская Ю. JL Величина эффекта Мессбауэра в достаточно тонких образцах бериллия. Научная сессия МИФИ-2001. Сборник научных трудов. М.:МИФИ, 2001. Т. 13. С. 145-146.

64. Дубинская Ю. JI. Эффект Мессбауэра в достаточно тонких образцах бериллия. 7-я Всероссийская научная конференция студентов-физиков и молодых ученых ВНКСФ-7, 7-12 апреля 2001, г. Санкт-Петербург. Сборник тезисов, с. 530-531.

65. Петров В. И., Дубинская Ю. JI. Мессбауэровский спектр фазы, выделяющейся при старении сплава бериллий-железо. Международная конференция "Мессбауэровская спектроскопия и ее применения", 8-12 июля 2002 г., С.-Петербург, Россия. Тезисы докладов. С. 141.

66. Алферов П. А., Дубинская Ю. JL Погрешность мессбауэровского эксперимента. Научная сессия МИФИ-99. Сборник научных трудов. М.: МИФИ,1999. Т. 12 и 13. С. 133-135.

67. Паркер В., Слэтис Г., Гоулдинг Ф., Аллен Р. Некоторые вопросы техники эксперимента // Альфа-, бета- и гаммма-спектроскопия. Под ред. К. Зигбана. М.: Атомиздат, 1969. Т. 1. С. 380.

68. Алферов П. В., Гладков В. П., Дубинская Ю. Л., Петров В. И. Параметры мессбауэровского спектра твердого раствора железа в бериллии. // Научная сессия МИФИ-99. Сборник научных трудов. М.: МИФИ, 1999. Т. 5. С. 95-96.

69. Housley R. М., Erickson N. Е., Dash J. G. Measurement of recoil-free fractions in studies of the Mossbauer effect // Nucl. Inst, and Methods. 1964. V. 27. N. l.P. 29.

70. Алексеев JI. А. Связь вероятности эффекта Мессбауэра с некоторыми макрохарактеристиками твердого тела. Автореф. дис. к. ф. м. н. М.: ЦНИИЧМ, 1965. 15 с.

71. Петров В. И., Дубинская Ю. Л. Учет выполнения уравнения Виде-манна-Мессбауэра при разрешении спектров. Научная сессия МИФИ-2001. Сборник научных трудов. М.: МИФИ, 2001. Т. 9. С. 62-63.

72. Петров В. И., Дубинская Ю.Л., Гладков В. П. Контроль примеси железа в бериллии методом мессбауэровской спектроскопии. Отчет. № гос. регистрации 0196.0010878. 2001 г. 87 стр.

73. Дубинская Ю. Л., Петров В. И. Мессбауэровские параметры фаз, выделяющихся при распаде твердого раствора железа в бериллии. Научная сессия МИФИ-2003. Сборник научных трудов М.:МИФИ, 2003. Т. 9. С. 196-198.

74. Петров В. И., Дубинская Ю. Л., Гладков В. П. Мессбауэровские спектры горячепрессованного бериллия, отожженного при 600 °С. Научная сессия МИФИ-2002. Сборник научных трудов. М.: МИФИ, 2002. Т. 9. С. 82-83.

75. Дубинская Ю. Л., Петров В.И. Особенности распада пересыщенного твердого раствора железа в горячепрессованном бериллии по данным мессбауэровской спектроскопии. Физика и химия обработки материалов. 2003. № 3. С.5-11.

76. Физическое материаловедение. Под редакцией Р. У. Кана и П. Хаазена. М.: Металлургия, 1987. 624 с.

77. Dubinskaya Yu. L., Petrov V. I., Gladkov V. P., Rumyantsev I. M. Features of iron-contained phases precipitating in commercial beryllium at 600 °C. Перспективные материалы. Специальный выпуск. 2002. С. 65-69.

78. Папиров И. И. Бериллий в сплавах. Справочник. М.: Энергоатомиздат, 1986. 184 с.

79. Министерство образования и науки Российской Федерации Московский инженерно-физический институт (государственный университет)1. На правах рукописи1. ДУБИНСКАЯ Юлия Леонидовна

80. ИССЛЕДОВАНИЕ ФАЗОВОГО СОСТОЯНИЯ ЖЕЛЕЗА В БЕРИЛЛИИ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЧИСТОТЫ С ПОМОЩЬЮ ЭФФЕКТА МЕССБАУЭРА

81. Специальность 01.04.07 физика конденсированного состояния