Особенности вязкости и релаксационные процессы расплавов Al-Ni, Al-Y и Al-(Ni/Co)-РЗМ

Меньшикова, Светлана Геннадьевна

Особенности вязкости и релаксационные процессы расплавов Al-Ni, Al-Y и Al-(Ni/Co)-РЗМ тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

Меньшикова, Светлана Геннадьевна АВТОР

кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Ижевск МЕСТО ЗАЩИТЫ

2010 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.07 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Особенности вязкости и релаксационные процессы расплавов Al-Ni, Al-Y и Al-(Ni/Co)-РЗМ»

Автореферат диссертации на тему "Особенности вязкости и релаксационные процессы расплавов Al-Ni, Al-Y и Al-(Ni/Co)-РЗМ"

004614124

МЕНЬШИКОВА Светлана Геннадьевна

На правах рукописи

ОСОБЕННОСТИ ВЯЗКОСТИ И РЕЛАКСАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ РАСПЛАВОВ А1-№, А1-У И А1-(ШСо)-РЗМ

Специальность 01.04.07 - Физика конденсированного состояния

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

2 5 НОЯ 2010

Ижевск-2010

004614124

Работа выполнена в НИИ Термофизики новых материалов ГОУ ВПО «Удмуртского государственного университета», г. Ижевск и в лаборатории аморфных сплавов Физико-Технического Института УрО РАН, г. Ижевск

Научный руководитель: доктор физико-математических наук,

Ладьянов Владимир Иванович

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

Попель Пётр Станиславович

кандидат физико-математических наук, Холзаков Александр Владимирович

Ведущая организация: ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный

университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина», г. Екатеринбург

Защита диссертации состоится " 26 " ноября 2010 г. в 14.30 часов на заседании диссертационного совета (Д 004.025.01) в Физико-техническом институте УрО РАН. ^ ,,

* О

Адрес: 426000, г. Ижевск, ул. Кирова, 132, ФТИ

тел: (3412) 43-03-02, факс: (3412) 72-25-29

Ваш отзыв в одном экземпляре, заверенныц^щзбовой печатью, просим напра-

вить по указанному адресу на имя учено по секретарях

А* "¿н 1 ос , сч>

/-"0 . , о oV

С диссертацией можно ознакомиться fr библиотеке ФТИ УрО РАН, г. Ижевск

к ¿1' :bs|

" октября 2010 г.

Ученый секретарь —л

диссертационного совета, доктор физ.-мат. наук А^. Титоров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ

Современные требования к материалам нового поколения, используемым в конструкциях воздушного транспорта и наземных конструкциях, предполагают создание легких и прочных сплавов, способных выдерживать длительные высокотемпературные воздействия. Перспективными являются аморфные сплавы на основе алюминия (80-90 ат.% А1) с добавками переходных (ПМ) и редкоземельных (РЗМ) металлов, имеющие высокую прочность в сочетании с хорошей пластичностью и высокой коррозионной стойкостью [Л1].

Настоящая работа направлена на исследование структурных превращений и релаксационных процессов в расплавах системы А1-ПМ-РЗМ. Основой является фундаментальная идея о возможности улучшения структуры и свойств сплавов путем оптимизации условий получения, учитывающих два явления, наблюдаемых во многих металлических жидкостях - структурные превращения при определенных температурах [Л2] и осциллирующие релаксационные процессы в неравновесном состоянии [ЛЗ]. В связи со сложностью и неоднозначностью в интерпретации экспериментальных данных прямых дифракционных методов, при исследовании состояния металлических расплавов более информативными являются исследования их структурно-чувствительных свойств (вязкости, плотности, магнитной восприимчивости). На температурных и временных зависимостях этих свойств структурные превращения и релаксационные процессы, происходящие в расплаве, проявляются в виде особенностей различного типа (изломов, перегибов, скачков).

В данной работе при изучении особенностей состояния жидких сплавов использована кинематическая вязкость, как наиболее структурно-чувствительное свойство расплава. В качестве объектов исследования выбраны бинарные системы А1-№ и А1-У, а также аморфизующиеся сплавы А1-(№/Со)-РЗМ в области богатой алюминием.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: исследование температурно-временного поведения вязкости расплавов А1-№, А1-У, многокомпонентных А1-(№/Со)-РЗМ с содержанием алюминия более 90 ат.% и выяснение природы и механизма релаксационных процессов в многокомпонентных расплавах системы А1-ПМ-РЗМ.

В работе решались следующие ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ: 1. Исследование температурных, временных и концентрационной зависимостей вязкости расплавов А1-№ с содержанием никеля до 10 ат.%.

2. Исследование температурных и временных зависимостей вязкости расплавов Л1-У с содержанием иттрия до 10 ат.%.

3. Исследование температурных и временных зависимостей вязкости стекло-образующих расплавов А18б№8Ьа6, А186Ы!8Се6, А187М18У5, А^бМвСогСсЦТЬг, А186Н16Со2СС14У2.

4. Исследование влияния термовременной обработки расплавов бинарных систем А1-№ и А1-У (область, богатая алюминием) на процессы их кристаллизации при различных скоростях охлаждения расплавов:

НАУЧНАЯ НОВИЗНА

1. Впервые обнаружен немонотонный характер концентрационной зависимости вязкости расплавов системы А1-№ с максимумом вблизи 1,5 ат.% и минимумом вблизи 2,7 ат.% N1.

2. Впервые обнаружены немонотонные необратимые изменения вязкости расплавов А1-У и А186№81.аб, А18б№8Се6, А187Ы18У5, АЬб^бСогОсЦТЬз, А186№6Со20с14У2 после плавления, обусловленные релаксацией неравновесного состояния расплавов.

3. Предложен механизм немонотонных релаксационных процессов в неравновесных расплавах.

ДОСТОВЕРНОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ

Достоверность результатов диссертации обеспечивается использованием апробированных и контролируемых методик, статистико-вероятностной обработкой данных, воспроизводимостью результатов экспериментов и сравнением с имеющимися литературными данными по свойствам жидких металлов и сплавов.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ

Решение поставленных в работе задач имеет фундаментальное и прикладное значение. Сплавы на основе алюминия, обладающие малой плотностью, достаточно высокими прочностью (в пересчете на грамм веса) и коррозионной устойчивостью, являются перспективными материалами для создания конструкций, надежно работающих в экстремальных условиях. Полученные температурные, временные и концентрационные зависимости вязкости жидких сплавов системы А1-№-РЗМ могут быть использованы в качестве справочных теплофизических данных, при разработке технологии получения металлических материалов на основе алюминия с улучшенными служебными свойствами. Результаты соответствуют мировому уровню в области экспериментальных исследований жидких металлических сплавов.

Работа выполнена в соответствии с планом научно-исследовательских работ, проводимых в лаборатории аморфных сплавов отдела структурно-фазовых превращений ФТИ УрО РАН, г. Ижевск (№ государственной регистрации 0120.0 603321), тематическим планом НИР УдГУ, г. Ижевск (№ 1.4.09), гранта РФФИ «Структурные переходы в расплавах А1-ПМ-РЗМ и их влияние на амор-физацию и формирование нанокристаллических состояний в быстрозакаленных сплавах» (№ 08-03-90415-Укр_а).

НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ:

1. Немонотонный характер концентрационной зависимости вязкости расплавов бинарной системы А1-№ с максимумом вблизи 1,5 ат.% № и минимумом значений вблизи 2,7 ат.% обусловленный изменением типа композиционного ближнего упорядочения в жидких сплавах при изменении состава.

2. Изменение морфологии формирующейся в результате закалки в воду микроструктуры сплавов А1-У после увеличения изотермической выдержки расплава, обусловленное его переходом из неравновесного состояния в равновесное в результате разрушения с течением времени остаточных атомных микрогруппировок.

3. Немонотонное изменение температурных и временных зависимостей вязкости расплавов А1-У, А186Ы18Ьа6, А186№8Се6, А187М8У5, А^бМбСогСс^ТЬг, АЬбМбСогОс^Уг, обусловленное необратимым разрушением неравновесных атомных микрогруппировок.

ЛИЧНЫЙ ВКЛАД АВТОРА

Диссертация является законченной научной работой, в которой обобщены результаты исследований, полученные лично автором и в соавторстве.

Автором исследованы температурные и временные зависимости вязкости расплавов системы А1-У, проведена статистико-вероятностная обработка экспериментальных данных. Отработана методика получения шлифов для металлографических исследований литых сплавов систем А1-№, А1-У и модельных сплавов А^бМвЬаб, А^ЬПзУз с большой (~ 0,5 см) и малой (~ 40 мкм) площадью поверхности, проведен их металлографический анализ после различных термовременных обработок расплава. Автором обработаны и проанализированы рентгенограммы и термограммы ДТА исследованных сплавов.

Совместно с соавторами публикаций проведены исследования вязкости расплавов А1-№, А186№8Ьа6, А18б№8Се6> А187Ы18У5, А^бМбСогОс^Уг,

Als6Ni6Co2Gd4Tb2 и предложен механизм немонотонных релаксационных процессов в неравновесных расплавах.

Обсуждение экспериментальных результатов и их интерпретация проводились совместно с научным руководителем и соавторами публикаций. Основные положения и выводы диссертационной работы сформулированы автором.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на 6 международных и 12 российских научных конференциях и семинарах: 13th International Conference on Liquid and Amorphous Metals (Ekaterinburg, 2007); IV Российской научно-технической конференции «Физические свойства металлов и сплавов» (Екатеринбург, 2007); 7-th International Liquid Matter Conference (Lund, Sweden, 2008); 4-th Noclams Workshop «New Opportunities and Challenges for Liquid and Amorphous Material Science" (Grenoble, 2008); II Международном симпозиуме «Плавление, кристаллизация металлов и оксидов» (МСМО-2009) (Ростов-на-Дону); X Китайско-Российском симпозиуме «Новые материалы и технологии» (Цзясин-2009); V Российской научно-технической конференции «Физические свойства металлов и сплавов» (Екатеринбург-2009) и др.

ПУБЛИКАЦИИ

Основное содержание диссертационной работы отражено в 7 статьях в рецензируемых научных журналах (2 входят в перечень российских журналов ВАК, 3 - в зарубежных журналах), 5 статьях в сборниках научных трудов и 14 тезисах докладов конференций.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов по каждой главе, основных результатов и списка цитируемой литературы. Работа изложена на 123 страницах, содержит 7 таблиц и 59 рисунков. Список цитируемой литературы включает 191 наименование работ отечественных и зарубежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано обоснование актуальности работы, определены цель и задачи исследования, сформулированы положения, выносимые на защиту, основные научные результаты, показана их новизна и практическая ценность работы.

В первой главе рассмотрены различные подходы и модели для описания микронеоднородного строения металлических расплавов. Приведены результаты дифракционных исследований, подтверждающие микронеоднородное

строение расплавов. Рассмотрены механизмы термических структурных превращений и релаксационных явлений в расплавах.

Рассмотрены релаксационные процессы кинетического и диффузионного характера. Длительность процесса установления равновесия в расплаве, происходящего в кинетическом режиме, может достигать нескольких часов. Проанализированы литературные данные по структуре и свойствам сплавов А1-ПМ-РЗМ в жидком и твердом состояниях. Структурно-чувствительные свойства расплавов системы Al-Ni-РЗМ изучены недостаточно хорошо. К настоящему времени мало экспериментальных данных о влиянии различных параметров (температуры, скоростей охлаждения, состава и состояния исходного расплава) на процессы структурообразования в сплавах данной системы (в этом числе и сплавы бинарных систем Al-Ni и A1-Y). Данные по вязкости аморфизующихся расплавов AI-ПМ-РЗМ в литературе практически отсутствуют, для расплавов Al-Ni и A1-Y в области богатой алюминием немногочисленны и противоречивы.

Во второй главе описаны методика и установка для измерения вязкости (v) высокотемпературных расплавов методом затухающих крутильных колебаний п варианте Швидковского. Измерения вязкости проведены в атмосфере высокочистого гелия в цилиндрических тиглях из А120з с крышкой на верхней границе расплава, выступающей в качестве второй торцевой поверхности. Показано, что для доверительной вероятности 0,95 и температурного интервала 660-1300°С применительно к исследуемым сплавам общая относительная ошибка абсолютных значений вязкости не превышает 3,5 % при максимальной ошибке на температурной зависимости 1,9 %. Описаны методика дифференциального термического анализа (ДТА), условия измерений при рентгенофазовом анализе и металлографический анализ. Описаны методы получения образцов и результаты их аттестации. Результаты рентгенофазового и химического анализов показали, что содержание основных компонентов в сплавах в ходе эксперимента не изменялось.

В третьей главе исследованы температурные и концентрационная зависимости вязкости жидких сплавов бинарной системы Al-Ni в области составов от 0 до 10 ат.% Ni и процессы кристаллизации расплавов Al-Ni вблизи эвтектического состава при скоростях охлаждения расплавов от 20 град/мин до 106 град/с.

-14 8 --М.Я4

-15.2^.

-14.бр ^ ГГ

Политермы вязкости, полученные в режимах нагрева и последующего охлаждения, совпадают у всех исследованных расплавов. Для анализа полученных температурных зависимостей вязкости использовалось соотношение Аррениуса [Л4]:

7 8 9 10 11 Г', 10"4 К'1

Рис.1. Политермы вязкости жидкого алю-

где А - предэкспоненциальный множитель; - энергия активации вязкого течения; К - универсальная газовая постоянная; Т - абсолютная

миния(1-в атмосфере гелия в тигле А120.,, температура. На рис.1 в координатах 2 - в вакууме в тигле АЬОз, 3 - в вакууме в . .

тигле ВеО (а)) и расплавов А1-№ в коорди- 1п V ~ /{У/Т) Представлены ПОЛИТермы

типичные политермы вязкости расплавов А1-№ (рис.16). Температурные зависимости вязкости расплавов с содержанием никеля от 0 до 2,2 и от 6 до 9 ат.% на всем исследованном интервале температур описываются соотношением Аррениуса. На политермах V расплавов с содержанием от 2,7 до 5 ат.% никеля наблюдается отклонение от аррениусовской зависимости вблизи температуры 900°С. На рис.2 на фоне фрагмента равновесной диаграммы состояния (рис.2а) приведена построенная по политермам КО концентрационная зависимость вязкости расплавов системы А1-№, полученная при температуре 900°С для области до 5 ат.% № (рис.2б). Из рис.2б видно, что увеличение содержания никеля до 1,5 ат.% приводит к возрастанию значений V, в области 1,5-2,5 ат.% наблюдается ее уменьшение и затем дальнейший рост. Исследования показали, что рост наблюдается вплоть до 10 ат.% №. Минимум вязкости близок к 2,7 ат.% №. Немонотонное поведение особенно хорошо выражено вблизи температуры плавления сплавов. С ростом температуры перегрева обнаруженный эффект уменьшается, концентрационная кривая сглаживается. Аналогичный характер имеют и кривые V равного перегрева над температурой ликвидус.

натах 1пг(1/Т) (б). Закрашенные фигуры -нагрев, светлые - охлаждение

вязкости жидкого алюминия, полученные в различных условиях (рис. 1а) и

о° 55 $ 50

45 ,, 5'

700

500

. -....... I

AlsssNii.:

10 '

5 -

-i:

A193.7N12.7

10 -

5 -

Al95_sNl4.;

2 3 4 ат.% №

Рис.2. Диаграмма фазовых равновесий системы А1-№ до 5 ат.% № (а), с(1) жидких сплавов при температуре 900°С (б), ДТ(СМ1) при охлаждении от 900°С со скоростью 100 град/мин (в)

400 600

800 "С

1000

Рис.3. Термограммы охлаждения расплавов Al-Ni (от 800°С и 1100°С. 20 град/мин)

Согласно термограммам ДТА (рис.3) при кристаллизации расплавов А1-№ со скоростью охлаждения 20 град/мин наблюдаются один или два (в зависимости от состава) пика тепловыделения, что соответствует диаграмме фазовых равновесий [Л5]. Характер термограмм существенно не меняется при увеличении скорости охлаждения до 100 град/мин. Для исследуемых расплавов определены величины переохлаждения по ликвидусу (ДТ) при охлаждении от различных температур. При охлаждении от 900°С со скоростью 100 град/мин

величина переохлаждения расплава увеличивается с повышением содержания никеля до 1,5-1,7 ат.%, затем ДТ уменьшается (рис.2в). Аналогичный характер имеет зависимость ДТ(СмО при охлаждении от 800°С со скоростью 20 град/мин. Рентгенофазовый анализ кристаллических образцов,

полученных из расплавов всех исследованных составов А1-№ показывает наличие фаз А1 и А1з№ (рис.4). При изменении состава соотношение фаз меняется в соответствии с равновесной диаграммой состояния [Л5]. В структуре слитка, полученного при охлаждении расплава доэвтектического

№.

100

о 100

О 20

"¿Г

тг

28. град | А! 1

AbNi

Рис.4. Рентгеновские дифрактограм-мы Аиз.зМЦ.](а), А1„№, (б) (закалка в воду)

состава А^^ЬН^ от 1100°С со скоростью 20 град/мин, видны однотипные округлые сечения первичных кристаллов А1, вокруг которых кристаллизуется эвтектика А1+А13№ (рис.5а). Расплав эвтектического состава А197.з"№2.7 при скоростях охлаждения от 20 до 100 град/мин кристаллизуется либо как обычный эвтектический, либо, вследствие небольшой задержки в зарождении А13№, по схеме доэвтектического (рис.5в), аналогично жидкому сплаву состава Al9s.iNi, 5 (рис.5а). Особенностью сплава заэвтектического состава А195 5№45 является то, что кристаллизация в условиях малых скоростей охлаждения начинается при небольшом переохлаждении. Вокруг первичных кристаллов А1з№ фиксируется эвтектика А1+А1зЫ1 (рис.5д). Увеличение скорости охлаждения расплавов до ~102 град/с, которое достигалось в процессе закалки образцов в воду, приводит к раздельной кристаллизации составляющих сплавы фаз (см. рис.5г,е). В сплаве А^.зМгл в результате большого переохлаждения происходит вырождение эвтектики. После образования кристаллов А1 расплаи быстро обедняется алюминием, происходит раздельная кристаллизация фаз, А1з№ образуется в междендритных промежутках А1 (см. рис.5г). В сплаве А195.5№45 (рис.5е) также происходит вырождение эвтектики, однако в этом случае сначала выделяются первичные дендриты А13№ с выраженной огранкой ветвей, затем А1 и А13№, которые кристаллизуются независимо друг от друга, причем раньше А1 и в промежутках оставшийся А1з1\(1. Рассмотренные особенности кристаллизации при закалке в воду лучше проявляются с повышением скорости охлаждения расплава до 10б град/с. На рис.56 представлена структура сплава А198 5№1.5, полученного от 1100°С методом спиннингования в виде ленты. В этом случае происходит множественное зарождение кристаллов А1, рост которых заторможен, в промежутках

а) от 1100°С, 20 град/мин в) от 800°С, 20 град/мин д) от 800°С, 20 град/мин

б) от И 00°С, 106 град/с г) от 800°С в воду е) от 800°С в воду

Рис.5. Микроструктуры образцов А^Ыи 5 (а,б), А197 зЬН27 (в,г), А195 ¡N¡4 5 (д,е)

образуется А13№. Аналогично (с разделением фаз) кристаллизуются и сплавы заэвтектического состава. Уменьшение температуры расплава А19а зЫ^ 3 перед закалкой до 900°С не привело к изменению характера его кристаллизации.

Таким образом, сплавы А1-№ (до 5 ат.% №), полученные в результате кристаллизации расплавов, нагретых до разных температур (от к до 1100°С) и охлажденные с разной скоростью (от 20 град/мин до 106 град/с) по своему фазовому составу соответствуют равновесной диаграмме состояний. Металлографическими исследованиями не выявлено влияние величины перегрева расплава на процессы зарождения фаз, что свидетельствует о высокой скорости перестройки структуры расплава. Концентрационная зависимость переохлаждения ЛТ с максимумом вблизи 1,5 ат.% № коррелирует с концентрационной зависимостью вязкости (рис.2).

Проведённые исследования с учётом известных литературных рентгеност-руктурных данных [Л6,Л7] позволяют полагать, что немонотонное поведение концентрационной зависимости вязкости расплавов А1-№ обусловлено конкуренцией различных типов композиционного ближнего упорядочения в них при изменении состава. В области концентраций до 1,5 ат.% никель растворяется в жидком алюминии с образованием микрогруппировок типа твердого раствора на основе А1. При достижении «критической» концентрации (1,5 ат.% 1чП) в расплаве начинают формироваться микрогруппировки по типу химического соединения А13№. Дальнейшее увеличение содержания никеля приводит к увеличению доли этих микрогруппировок в расплаве.

В четвертой главе исследованы температурные и временные зависимости вязкости жидких сплавов А1-У в области концентраций от 0,5 до 10 ат.% У и процессы кристаллизации расплавов А1-У в области от 1 до 5 ат.% У при скоростях охлаждения от 20 град/мин до 100 град/с.

Температурные зависимости вязкости А1-У, полученные в режиме ступенчатого нагрева и последующего охлаждения с изотермическими выдержками на каждой температуре 20 минут, представлены на рис.6. На политермах р(1) всех исследованных расплавов наблюдается гистерезис: значения V, полученные в режиме нагрева, выше значений, полученных при последующем охлаждении. Временные зависимости вязкости при различных перегревах над температурой ликвидуса имеют немонотонный характер (рис.7). Из рис.7а видно, что при 700°С время установления стабильных значений вязкости (тг) для состава А199У| составляет 100-150 минут. Вязкость расплава АЬ^Уз при температуре 870°С растет в течение 50 мин выдержки, затем наблюдается немонотонное снижение

i5 б

- • -1 о - 2 AI99.3Y0.5 +. з

- A199Yi

- AI97Y3

■ A195Y3

Рис.7. Временные зависимости вязкости расплавов AI99Y1 (а), AI95Y5 (б), AI90Y,o(b)

600 800 1000 1200 t, "С

Рис.6. Политермы вязкости расплавов A1-Y. 1-нагрев, 2-охлаждение, 3-повторный нагрев после кристаллизации, 4-значения, установившиеся после изотермической выдержки

v (рис.76). При температуре 1070°С вязкость расплава AI95Y5 монотонно снижается в течение 80 минут и при дальнейшей выдержке остается постоянной (рис.76). При 1000°С в начале изотермической выдержки наблюдается продолжительный рост вязкости расплава АЦУю (рис.7в). Спустя -120 мин от начала выдержки происходит небольшое снижение и затем вновь резкое увеличение v. Далее значения вязкости быстро уменьшаются и стабилизируются. При температуре 1200°С характер временной зависимости вязкости расплава АЦУю не изменяется, происходит только смещение наблюдаемых на ней особенностей в сторону меньших времен выдержки (рис.7в). Продолжительный рост значений вязкости жидких сплавов AI95Y5 и AI90Y10 в начале изотермических выдержек вызван доплавлением образца в двухфазной зоне. Для всех расплавов A1-Y установившиеся в ходе изотермической выдержки значения вязкости хорошо согласуются со значениями v на политермах, полученных в режиме охлаждения (рис.6).

С учетом немонотонного характера временных зависимостей v были получены образцы в твердом состоянии после термовременной обработки расплавов при скоростях охлаждения 100 град/мин и 100 град/с. Охлаждение проводили после различных выдержек (от 5 до 120 мин) при температурах 730°С (сплавы A199Y| и AI97Y3) и 800°С (AI95Y5). Рентгенофазовый анализ кристаллических образцов, полученных из расплавов A1-Y всех исследованных составов, показыва-

ет наличие фаз AI и AI3Y (рис.8). При изменении состава их соотношение меняется в соответствии с равновесной диаграммой состояния [Л5].

При охлаждении со скоростью 100 град/мин все образцы доэвтектическо-го состава AI99Y1, независимо от времени изотермической выдержки при заданной температуре, кристаллизуются по однотипному механизму согласно равновесной диаграмме состояния. При скорости охлаждения 100 град/с увеличение времени выдержки расплава при 730°С от 5 до 60 минут приводит к изменению размера первичных кристаллов AI (рис.9а,б). Исследования показали, что в микроструктуре слитка эвтектического состава AI97Y3 после 5 минут выдержки при 730°С и охлаждении со скоростью 100 град/мин присутствуют кристаллы фазы AI3Y и эвтектика AI+AI3Y. При этом im термограмме ДТА зафиксирован один пик тепловыделения, переохлаждение по ликвидусу (ДТ) составляет 10°С. Увеличение времени выдержки расплава до 120 минут приводит к возрастанию переохлаждения до 30°С и формированию эвтектики с нормальной ячеистой структурой. Увеличение скорости охлаждения расплава A197Y3 приводит к переходу от пластинчатых (при Vox1=100 град/мин) к сферолитным (при Vox-1=100 град/с) формам роста эвтектики. В микроструктуре слитка, полученного после 30 минут выдержки при 730°С и охлаждении со скоростью 100 град/с, наблюдается промежуточная сферолитопо-добная структура (рис.9в), а после 60-и минут присутствуют сферолиты с ради-ально-лучистым секториальным строением (рис.9г), что связано с изменением переохлаждения расплава [Л8]. В микроструктуре сплава заэвтектического состава AI95Y5 при Уохл=100 град/с после 20 минут выдержки при 800°С наблюдаются сравнительно крупные кристаллы AljY (рис.9д). Увеличение времени изотермической выдержки расплава до 120 минут приводит к заметному измельчению кристаллов A13Y и их равномерному распределению по объему образца (рис.9е). Таким образом, для одного и того же состава сплавов A1-Y мор-

1 6 . л LL..

а J 60 мин

j 5 юи

-20 4b 6b 8'0 28, град-1 1 ,1 A1

I I _I АЧ

iIL.i , AbYl

Рис.8. Рентгеновские дифрактограммы слитков, полученных от 730°С закалкой в воду после 5 и 60 минут для А^У) (а) и от 800°С после 5 - и минут для А195У5 (б)

а) 5мин при 730°С в) 30 мин при 730°С д) 20 мин при 800°С

Рис.9. Микроструктуры сплавов АЬмУ, (а,б), А1<>;Уз (в,г) и А195У5 (д,е) (закалка в воду)

фология формирующейся микроструктуры различна и зависит от времени выдержки сплава в жидком состоянии.

Анализ температурных и временных зависимостей вязкости, а также процессов кристаллизации расплавов А1-У, позволяет полагать, что политермы вязкости, полученные в режиме нагрева до точки ветвления (рис.6), соответствуют неравновесному состоянию расплава, а политермы в режиме охлаждения - равновесному состоянию. Неравновесное состояние расплавов после фазового перехода «кристалл-жидкость» обусловлено сохранением в них атомных микрогруппировок с упорядочением по типу тугоплавкого химического соединения А13У, которые со временем распадаются. Механизм немонотонной релаксации расплавов рассматривается в главе 5.

В пятой главе исследованы температурные и временные зависимости вязкости жидких аморфизующихся сплавов А^бМвЬа^, А18б№8Се6, А187№8У5, А186№6Со2Ос14ТЬ2, А18бЫ16Со2Оа4¥2.

Политермы вязкости расплава А186№8Ьа6, полученные в режиме нагрева, имеют немонотонный характер (рис.10), при последующем охлаждении наблюдается гистерезис вязкости. Политерма вязкости, полученная при повторном нагреве расплава без его кристаллизации, совпадает с зависимостью полученной в режиме охлаждения (рис. 10а). Уменьшение времени выдержки на каждой температуре от 30 до 5 мин приводит к смещению максимума на зависимости и температуры начала гистерезиса вязкости в сторону больших температур: от 970°С до 1250°С. С целью выяснения условий, при которых наблюдается гистерезис вязкости расплава А18б№8Ьа6, были проведены исследования временных зависимостей с в течение длительных изотермических выдержек при различных перегревах выше температуры ликвидуса после нагрева от комнатной температуры со скоростью 30-40 град/мин (рис.11). Все полученные за-

800

1000

1200

100 200 Ь, НИН

300

Рис.11. Временные зависимости вязкости расплава А1а6М18Ьа6 при 900(1), 1000 (2), 1100(3), 1200(4) и 1300 (5) °С

I, °С

Рис.10. Температурные зависимости вязкости

расплава А186Ы18Ьа6, полученные в режиме изотермических выдержек на каждой температуре в течение 30 (а) и 5 (6) мин: 1 - нагрев; 2 -охлаждение; 3 — повторный нагрев без кристаллизации

висимости имеют сложный вид: на фоне убывающей зависимости вязкости с течением времени наблюдается ярко выраженный максимум. Относительная величина максимума вязкости и время, при котором он проявляется, снижаются при возрастании температуры перегрева расплава по отношению к температуре ликвидус. Аналогичное поведение температурных и временных зависимостей вязкости наблюдается и для расплавов остальных составов.

На рис.12 представлены зависимости времен релаксации вязкости тг от температуры в полулогарифмических координатах. Значения тг для различных расплавов при одинаковых температурах совпадают в пределах экспериментальной погрешности, а зависимость тг от температуры является экспоненциальной (рис.12).

Для объяснения полученных экспериментальных результатов использовалась предложенная в [Л9] динамическая теория молекулярного поля, учитывающая возникновение в системе динамической ультраметрии времён релаксации [Л 10]. В рамках такого подхода предполагалось существование в расплаве остаточной неоднородности - микрогруппировок на основе тугоплавких химических соединений, содержащих РЗМ (например, А13У и др.), концентрация которых оказывает влияние на

зоо Юоо 1100

I. "С

Рис.12. Зависимость времен релаксации вязкости тг расплавов А18/ДЧ8Ьа6

(1),А186№8Се6(2),А!87№вУ5(3), АиЛСо^ДЬг (4), А!86№6Со2СС)4У2 (5) от температуры (полулогарифмические координаты)

вязкость. Предполагается, что в начале изотермической выдержки расплава концентрация микрогруппировок недостаточно велика, чтобы существенно влиять на значения вязкости. Изменение концентрации микрогруппировок определяется двумя процессами: диспергированием наиболее крупных и диссоциацией мелких. По мере диспергирования микрогруппировок их концентрация растёт и приближается к своему «критическому» значению с1Г, при котором влияние на вязкость становится максимальным. Второй процесс (диссоциация) приводит к уменьшению общего количества микрогруппировок. Это изменение можно представить в виде полуэмпирической временной зависимости:

c(t,T) =ехр(——)•

г„„

с' - (с' -со)'ехР(—'—)

(2)

где г,, =г„ехр(-^а-) - время диспергирования, г,=г0ехр(^£!!-) - время кТ кТ

диссоциации, с' - максимальная концентрация, с0 - начальная концентрация. На рис.13 представлена качественная зависимость с(1,Т), построенная с учетом (2). Из рис.136 видно, что зависимость с(1,Т) имеет немонотонный характер.

time time

Рис.13. Качественная зависимость c(t,T), построенная с учетом (2). 1 описывает процесс диспергирования (первый множитель в формуле (2)), 2 — процесс диссоциации (второй множитель в (2))

Связь вязкости расплава с концентрацией неравновесных микрогруппировок,

частотой крутильных колебаний

вискозиметра, температурой и временем изотермической выдержки расплава, согласно [J19,JI10], позволяет получить качественную картину временных зависимостей вязкости, представленную на рис.14. Данные кривые согласуются с временными зависимостями вязкости расплавов Al-Ni-РЗМ, полученными экспериментально (рис.11). В частности,

time

Рис.14. Теоретические кривые временной зависимости вязкости расплавов Al-Ni-РЗМ

наблюдается сдвиг максимума временной зависимости в сторону меньших времён при увеличение температуры расплава, при этом высота и ширина максимума уменьшаются. Согласие между экспериментальными и теоретическими временными зависимостями позволяет использовать предложенный механизм для объяснения немонотонной релаксации неравновесных расплавов А1-№-РЗМ.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ РАБОТЫ

1. Исследованы температурные и концентрационная зависимости вязкости расплавов А1-№ с содержанием никеля менее 10 ат.%. Впервые показано, что вблизи ликвидуса концентрационная зависимость вязкости имеет немонотонный характер с максимумом при - 1,5 ат.% и минимумом при - 2,7 ат.% №, который обусловлен изменением типа ближнего упорядочения в расплаве при изменении состава.

2. Исследованы температурные и временные зависимости вязкости расплавов бинарной системы А1-У с содержанием иттрия до 10 ат.%. Обнаружены немонотонные релаксационные процессы в расплавах после плавления, обусловленные распадом неравновесного микрогетерогенного состояния. Показано, что время релаксации возрастает при увеличении содержания иттрия в расплаве и убывает при увеличении температуры.

3. Исследованы температурные и временные зависимости вязкости жидких сплавов А186Ы18(Ьа/Се)6, А1871\П8У5, А^МбСогОсЦУ/ТЬ^. Впервые обнаружены немонотонные релаксационные процессы в них после плавления. Время релаксации уменьшается с увеличением температуры расплава по экспоненциальному закону.

4. Исследовано влияние термовременной обработки расплавов бинарных систем А1-№ (до 5 ат.% N1) и А1-У (до 5 ат.% У) на структуру сплавов после их кристаллизации при различных скоростях охлаждения. Показано, что при неизменном фазовом составе сплавов А1-У при скоростях охлаждения 100 град/мин и 100 град/с морфология формирующихся эвтектических структур зависит от времени изотермической выдержки сплава в жидком состоянии. Расплавы системы А1-№ при малых скоростях охлаждения (20-100 град/мин) кристаллизуются в соответствии с равновесной диаграммой состояния, при этом повышение скорости охлаждения жидких сплавов приводит к раздельной кристаллизации фаз при сохранении фазового состава.

5. Исследовано влияние температуры перегрева расплава, времени изотермической выдержки и скорости охлаждения на процессы кристаллизации жид-

ких сплавов Al86Ni8La6, Al87Ni8Y5. Показано модифицирующее влияние высокотемпературного нагрева, связанное с увеличением переохлаждения расплавов перед кристаллизацией.

6. Предложен механизм релаксации неравновесных микрогетерогенных расплавов, предполагающий совместное влияние на вязкость процессов диспергирования и диссоциации неравновесных атомных микрогруппировок. Построенные теоретические временные зависимости вязкости расплавов качественно хорошо согласуются с экспериментальными.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ

1. Бельтюков А.Л., Меньшикова С.Г., Ладьянов В.И., Маслов В.В. Вязкость расплава Al86Ni8La,; // Вестник Удмуртского университета. Серия физика. -2005. - №4. - с,135-140.

2. Ладьянов В.И., Бельтюков А.Л., Меньшикова С.Г., Маслов В.В., Носенко В.К., Машира В.А. О вязкости стеклообразующих расплавов Al86(Ni,Co)8Gd4(Y/Tb)2 // Металлофизика и новейшие технологии. - 2005. -Т.27. - №5. - с.687-696.

3. Бельтюков А.Л., Ладьянов В.И., Меньшикова С.Г., Корепанов А.Ю. О вязкости расплавов системы Al-Ni с содержанием никеля до 10 ат.% // Теория и практика металлургии. Эвтектика VII. Научные труды. - 2006. - № 4 -5. - с. 14-16.

4. Ладьянов В.И., Бельтюков А.Л., Меньшикова С.Г., Волков В.А. Об особенностях вязкости и процессов затвердевания аморфизующихся расплавов А1-Ni-РЗМ // МиТОМ - 2007. - №5 - с. 26-29.

5. Lad'yanov V.I., Bel'tyukov A.L., Men'shikova S.G., Maslov V.V., Nosenko V.K., Mashira V.A. Viscosity of glass forming Al86Ni8(La/Ce)6, Al86Ni6Co2Gd4(Y/Tb)2 melts // Physics and Chemistry of Liquids. - 2008. -Vol.46. -P.71-77.

6. Lad'yanov V.I., Menshikova S.G., Bel'tyukov A.L., Maslov V.V. On viscosity peculiarities of the Al-(Ni/Y) (up to 5 at. % Ni/Y) and the glassforming melts of the system Al-TM-REM // Rare Metals - 2009. - Vol.28. - Spec.Issue. - P.227-228.

7. Ладьянов В.И., Меньшикова С.Г., Бельтюков А.Л., Маслов В.В. Влияние температуры и времени изотермической выдержки на вязкость и процессы кристаллизации расплавов A1-Y вблизи эвтектического состава // Известия РАН. Серия физическая - 2010 - т.74. - № 8 - с.1126-1228.

8. Меньшикова С.Г., Бельтюков A.J1., Ладьянов В.И., Маслов В.В. Об особенностях вязкости расплавов Al-Ni-Y // В сб.: Труды XII Российской конференции «Строение и свойства металлических и шлаковых расплавов». - Т.2. Экспериментальное изучение жидких и аморфных металлических систем и их взаимосвязь с кристаллическим состоянием (Екатеринбург, ИФМ УрО РАН, 22-26 сентября 2008 г.). Екатеринбург.: УрО РАН, 2008, с. 44-47.

9. Ladyanov V.I., Men'shikova S.G., Bel'tyukov A.L. On viscosity features of the Al-Ni melts // Book of Abstracts of the 4-th Noclams Workshop "New Opportunities and Challenges for Liquid and Amorphous Materials Science", 3-5 September

2008, ESFR, Grenoble, France, p.46.

10.Ladyanov V.I., Men'shikova S.G., Bel'tyukov A.L., Maslov V.V. On viscosity peculiarities of the Al-(Ni/Y) (up to 10at.% Ni/Y) // Book of abstract, 7th Liquid Matter Conference, 27June-lJuly 2008, Lund, Sweden, PA:40.

11.Васин М.Г., Меньшикова С.Г., Ладьянов В.И., Бельтюков А.Л. О вязкости и механизме процесса релаксации в аморфизующихся расплавах системы А1-Ni-РЗМ после плавления // Тезисы докладов IX Молодежной школы-семинара по проблемам физики конденсированного состояния вещества (СПФКС-9). Екатеринбург, 2008, с.30.

12.Ладьянов В.И., Меньшикова С.Г., Бельтюков А.Л., Маслов В.В. Влияние температуры и времени изотермической выдержки на вязкость и процессы кристаллизации расплавов A1-Y вблизи эвтектического состава // Труды Второго Международного симпозиума «Плавление, кристаллизация металлов и оксидов» МСМО-2009. Ростов-н-Д: Изд-во СКНЦ ВШ ЮФУ АПСН,

2009. - 189 стр.

И.Меньшикова С.Г., Бельтюков А.Л., В.И. Ладьянов, Маслов В.В. Вязкость и релаксационные процессы в расплавах А1-ПМ-РЗМ // Сборник научных трудов V Российской научно-технической конференции «Физические свойства металлов и сплавов». - 2009. - Екатеринбург. - с.74.

14.Lad'yanov V.I., Menshikova S.G., Bel'tyukov A.L., Vasin M.G., Maslov V.V. On nonmonotonic relaxation processes in nonequilibrium AL-TM-REM melts // Book of abstracts of International Conference «Physics of liquid matter: modern problems». May 21-24 2010. Kyiv, Ukraine - P.84. ЦИТИРУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

Л1. Inoue I. Amorphous, nanoquasicrystalline and nanocrystalline alloys in Al-based

// Progress in Materials Science. - 43.1998. - p.365-520.

Л2. Базин Ю.А., Замятин В.М., Насыйров Я.А. и др. О структурных превращениях в жидком алюминии // Изв. Вузов. - Черная металлургия. - 1985. №5.- С. 28-33.

JI3. Васин М.Г., Ладьянов В.И., Бовин В.П. О механизме немонотонных релаксационных процессов в металлических расплавах // Металлы. - 2000. №5. -С.27-32.

Л4. Швидковский Е.Г. Некоторые вопросы вязкости расплавленных металлов. М.: Гостехиздат, 1955. 206 с.

Л5. Диаграммы состояния двойных металлических систем: Справочник: В Зт.: T.l/Под общей ред. Н.П. Лякишева.-М: Машиностроение, 1996. - 992с.: ил. Л6. Поляков А.А., Керн Э.М., Ватолин Н.А. Строение расплава Al-Ni // Расплавы. - 1996. №1. - С. 16-24.

J17. Роик А.С., Самсонников А.В., Казимиров В.П., Сокольский В.Э. Рентгено-дифракционное исследование структуры расплавов Al-Ni // Металлы.- 2006. №3. - С. 24-31.

Л8. Таран Ю.Н., Мазур В.И. Структура эвтектических сплавов. М.: Металлургия, 1978.312 с.

Л9. Vasin M.G., Ladyanov V.I. Description of anomalous features in viscosity poly-therms of melts as «sol-weak gel» - like transition in terms of ultrametric dynamic theory of molecular field // Thirteenth International Conference on Liquid and Amorphous Metal. Book of Abstracts. - Ekaterinburg, 2007. - P. 147. Л10. Стенли X. и др. Статистическая механика и фазовые переходы, «Синергетика» сборник статей под. Ред. Б.Б.Кадомцева М: Мир 1984,250 с.

Отпечатано с оригинал-макета заказчика Автореф. дисс. на соискание учёной степени кандидата физ.-мат. наук. Подписано в печать 22.10.2010. Формат 60x84 1/16. Тираж 120 экз. Заказ № 1732.

Типография ГОУВПО «Удмуртский государственный университет» 426034, Ижевск, ул. Университетская, 1, корп. 4.

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Меньшикова, Светлана Геннадьевна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Микронеоднородное строение металлических расплавов.

1.2. Термические структурные превращения и релаксационные явления в металлических расплавах.

1.3. Классификация бинарных расплавов. Природа жидких эвтектик.

1.4. Структура и свойства расплавов на основе алюминия.

1.5. Влияние состояния расплава и скорости охлаждения на формирование структуры и свойств сплавов.

ВЫВОДЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ.

ГЛАВА 2. МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКПЕРИМЕНТА. ПОЛУЧЕНИЕ И АТТЕСТАЦИЯ ОБРАЗЦОВ

2.1. Методика исследования вязкости металлических расплавов.

2.1.1. Экспериментальная установка и методика измерений.

2.1.2. Обработка экспериментальных данных.

2.2. Метод дифференциального термического анализа.

2.3. Метод рентгенофазового анализа.

2.4. Метод металлографического анализа.

2.5. Получение и аттестация образцов.

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 2.

ГЛАВА 3. ВЯЗКОСТЬ И ПРОЦЕССЫ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ РАСПЛАВОВ

А1-№ (до 10 ат.% №)

3.1. Вязкость жидкого алюминия.

3.2. Температурные, временные и концентрационная зависимости вязкости расплавов А1-№.

3.3. Процессы кристаллизации расплавов А1-№.

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 3.

ГЛАВА 4. ВЯЗКОСТЬ И ПРОЦЕССЫ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ РАСПЛАВОВ

А1-У (до 10 ат.% У)

4.1. Температурные и временные зависимости вязкости расплавов А1-У.

4.2. Влияние температуры и времени выдержки расплавов А1-У на процессы их кристаллизации.

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 4.

ГЛАВА 5. ВЯЗКОСТЬ И ПРОЦЕССЫ РЕЛАКСАЦИИ АМОРФИЗУЮЩИХСЯ

РАСПЛАВОВ А1-№-РЗМ

5.1. Температурные зависимости вязкости расплавов А1-№-РЗМ.

5.2. Временная релаксация расплавов системы А1-№-РЗМ.

5.3. Кристаллизация расплавов А^б^вЬаб, А^Т^Уб.

5.4. Механизм релаксационных процессов в неравновесных расплавах.

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 5.

Введение диссертация по физике, на тему "Особенности вязкости и релаксационные процессы расплавов Al-Ni, Al-Y и Al-(Ni/Co)-РЗМ"

АКТУАЛЬНОСТЬ

Настоящая работа направлена на исследование структурных превращений и релаксационных процессов в расплавах системы А1-ПМ-РЗМ. В основе подходов лежит положение о возможности улучшения структуры и свойств сплавов путем оптимизации условий термообработки расплава, учитывающих два сравнительно новых явления, наблюдаемых в металлических жидкостях - структурные превращения и осциллирующие релаксационные процессы в неравновесном состоянии. В связи со сложностью и неоднозначностью в интерпретации экспериментальных данных прямых дифракционных методов, при исследовании структурного состояния металлических расплавов часто используются их структурно-чувствительные свойства (вязкость, плотность, магнитная восприимчивость) [1]. На температурных и временных зависимостях этих свойств структурные превращения и релаксационные процессы, происходящие в расплаве, проявляются в виде особенностей (изломов, перегибов, скачков) [2].

В данной работе при изучении особенностей структурного состояния жидких сплавов использована кинематическая вязкость, как наиболее структурно-чувствительное свойство расплава. В качестве объектов исследования выбраны бинарные системы А1-№ и А1-У, а также аморфизующиеся многокомпонентные сплавы А1-(№/Со)-РЗМ в области богатой алюминием.

2. Исследование температурных и временных зависимостей вязкости расплавов А1-У с . содержанием иттрия до 10 ат.%. . ' / V '

3. Исследование температурных и временных зависимостей вязкости стеклообразующих расплавов А18бМ18Ьаб, А18б№вСеб, А187№8У5, А1аб№бСо2Сс14ТЬ2, А^б^бСогОс^Уг.

4. Исследование влияния термовременной обработки расплавов бинарных систем А1-№; и А1-У на процессы их кристаллизации при различных скоростях охлаждения расплавов;

НАУЧНАЯ НОВИЗНА Г. Впервые обнаружен немонотонный характер концентрационной ■ зависимости вязкости расплавов системы А1-№ с максимумом вблизи 1,5 ат.% и минимумом вблизи 2,7 ат.% №.

2. Впервые обнаружены немонотонные необратимые изменения вязкости расплавов А1-У и А18б№8Ьаб, А18б№8Се6, А187№8¥5,, А^бМбСогбёДЪг, А^бМбСогОсЦУг после плавления,, обусловленные релаксацией неравновесного состояния расплавов.

3. Предложен механизм немонотонных релаксационных . процессов в неравновесных расплавах.

ДОСТОВЕРНОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ

Достоверность результатов! диссертации, , обеспечивается использованием апробированных и контролируемых методик, статистико-вероятностной обработкой данных, воспроизводимостью результатов^ экспериментов; и сравнением с. имеющимися литературными данными по свойствам жидких металлов и сплавов. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ

Решение поставленньк в работе задач имеет фундаментальное и прикладное значение: Сплавы на основе алюминия, обладающие малой плотностью; достаточно высокими» прочностью (в- пересчете на грамм; веса) и коррозионной устойчивостью, являются: перспективными материалами для создания конструкций, надежно работающих в экстремальных условиях. Полученные температурные, временные: и концентрационные: зависимости вязкости жидких сплавов системы А1-№-РЗМ могут быть использованы в качестве справочных теплофизических данных, при разработке технологии получения металлических материалов на основе алюминия: с улучшенными служебными свойствами. Результаты соответствуют мировому уровню в области экспериментальных исследований: жидких металлических сплавов.

Работа выполнена, в соответствии с планом- научно-исследовательских работ, проводимых в лаборатории. аморфных сплавов, отдела структурно-фазовых превращений ФТИ УрО РАН, г.Ижевск (№ государственной регистрации 0120.0 603321), тематическим планом НИР"УдГУ, г.Ижевск.(№1.4.09), гранта РФФИ «Структурные переходы в.расплавах

А1-ПМ-РЗМ и их влияние на аморфизацию и формирование нанокристаллических состояний в быстрозакаленных сплавах» (№ 08-03-90415-Укра).

НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ:

1. Немонотонный характер концентрационной зависимости вязкости расплавов бинарной системы Al-Ni с максимумом вблизи 1,5 ат.% Ni и минимумом значений вблизи 2,7 ат.% Ni, обусловленный изменением типа композиционного ближнего упорядочения в жидких сплавах при изменении состава.

2. Изменение морфологии формирующейся в результате закалки в воду микроструктуры сплавов A1-Y после увеличения изотермической выдержки расплава, обусловленное его переходом из неравновесного состояния в равновесное в результате разрушения с течением времени остаточных атомных микрогруппировок.

3. Немонотонное изменение температурных и временных зависимостей вязкости расплавов Al-Y, AI86NigLa<;, Al86Ni8Ce6, Al87Ni8Y5, Al86Ni6Co2Gd4Tb2, Al86Ni6Co2Gd4Y2, обусловленное необратимым разрушением остаточных неравновесных атомных микрогруппировок.

ЛИЧНЫЙ ВКЛАД АВТОРА

Автором исследованы температурные и временные зависимости вязкости расплавов системы A1-Y, проведена статистико-вероятностная обработка экспериментальных данных. Отработана методика получения шлифов для металлографических исследований литых сплавов систем Al-Ni, Al-Y и модельных сплавов Al86Ni8La6, AlgyNigYs с большой (~ 0,5 см) и малой 40 мкм) площадью поверхности, проведен их металлографический анализ после различных термовременных обработок расплава. Автором обработаны и проанализированы рентгенограммы и термограммы ДТА исследованных сплавов.

Совместно с соавторами публикаций проведены исследования вязкости расплавов Al-Ni, Alg6Ni8La6, Al86Ni8Ce6, Al87Ni8Y5, Al86Ni6Co2Gd4Tb2, Alg6Ni6Co2Gd4Y2 и предложен механизм немонотонных релаксационных процессов в неравновесных расплавах.

Обсуждение экспериментальных результатов и их интерпретация проводились совместно с научным руководителем и соавторами > публикаций. Основные положения и выводы диссертационной работы сформулированы автором.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на 6 международных и 12 российских научных конференциях и семинарах: 13-th International

Conference on Liquid and Amorphous Metals (Ekaterinburg, 2007); IV Российской научно-технической конференции «Физические свойства металлов и сплавов» (Екатеринбург, 2007); 7-th International Liquid Matter Conference (Lund, Sweden, 2008); 4-th Noclams Workshop «New Opportunities and Challenges for Liquid and Amorphous Material Science" (Grenoble, 2008); II Международном симпозиуме «Плавление, кристаллизация металлов и оксидов» (МСМО-2009) (Ростов-на-Дону); X Китайско-Российском симпозиуме «Новые< материалы и технологии» (Цзясин-2009); V Российской научно-технической конференции «Физические свойства металлов и сплавов» (Екатеринбург-2009) и др.

ПУБЛИКАЦИИ

Основное содержание диссертационной работы отражено в 7 статьях в рецензируемых научных журналах (2 входят в перечень российских журналов ВАК, 3 - в зарубежных журналах), 5 статьях в сборниках научных трудов и 16 тезисах докладов конференций.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Заключение диссертации по теме "Физика конденсированного состояния"

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ РАБОТЫ

1. Исследованы температурные и концентрационная зависимости вязкости расплавов А1-№ с содержанием никеля менее 10 ат.%. Впервые показано, что вблизи ликвидуса концентрационная зависимость вязкости имеет немонотонный характер с максимумом при ~ 1,5 ат.% и минимумом при ~ 2,7 ат.% N1, который обусловлен изменением типа ближнего упорядочения в расплаве при изменении состава.

3. Исследованы температурные и временные зависимости вязкости жидких сплавов А18б№в(Ьа/Се)б, А^ЬПвУб, А18б№бСо20с14(У/ТЬ)2. Впервые обнаружены немонотонные релаксационные процессы в них после плавления. Время релаксации уменьшается с увеличением температуры расплава по экспоненциальному закону.

5. Исследовано влияние температуры перегрева расплава, времени изотермической выдержки и скорости охлаждения на процессы кристаллизации жидких сплавов А18б№вЬаб, А^МвУб. Показано модифицирующее влияние высокотемпературного нагрева, связанное с увеличением переохлаждения расплавов перед кристаллизацией.

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Меньшикова, Светлана Геннадьевна, Ижевск

1. Баум Б.А. Металлические жидкости. - М.: Наука, 1979. - 120 с.

2. Арсентьев П.П., Аникин Ю.А., Замятин В.В., Аниол A.B. Об аномалиях вязкости металлических расплавов // Изв. вузов. Черная металлургия. — 1985. №9.- С. 10-15.

3. Уббелоде А.Р. Плавление и кристаллическая структура. М.: Мир, 1969. - 412 с.

4. Регель А.Р., Глазов В.М. Физические свойства электронных расплавов. М.: Наука, 1980. -296 с.

5. Полухин В.А., Ухов В.Ф., Дзугутов М.М. Компьютерное моделирование динамики и структуры жидких металлов. М.: Наука, 1981. - 324 с.

6. Крокстон К. Физика жидкого состояния. М.: Мир, 1978. - 400 с.

7. Павлов В.В. О «кризисе» кинетической теории жидкости и затвердевание. — Екатеринбург: Изд-во УГГГА, 1997. 329 с.

8. S.R. Elliott, Nature. -354. 1991.-p. 445-452.

9. Лифшиц Б.Г. Металлография. М.: Металлургия, 1990, 236 с.

10. Наберухин Ю.И. Что такое структура жидкости? //Ж. структурной химии. 1981. Т.22. -№6. - С. 62-80.

11. П.Васин М.Г., Стекольщиков В.А., Ладьянов В.И. Полиморфные переходы в однокомпонентных жидкостях: часть И. Теоретическое описание. // Вестник Удмуртского Университета. -2006. № 4. С. 93-113.

12. Еланский Г.Н., Еланский Д.Г. Строение и свойства металлических расплавов. М.: МГВМИ, 2006.-228 с.

13. Боголюбов H.H. Некоторые вопросы статистической механики: Учеб. пособие для университетов. М.: Высш. шк., 1975.

14. Гельчинский Б.Р., Анчарова Л.П., Анчаров А.И., Шатманов Т.Ш. Некоторые экспериментальные и численные методы исследования структуры ближнего порядка . — Фрунзе: Изд-во «ИЛИМ», 1987. 222 с.

15. Li. Wang, Yu Qing Wang, Chuanxiao Peng, Yanning Zhang. Medium-range structural order in liquid NÍ2oAlgo alloy: Experimental and molecular dynamics studies // Physics Letters. A350. -2006.-p. 405-409.

16. Киммель A.B., Васин М.Г., Гусенков И.Н. и др. Молекулярно-динамическое моделирование структурных и динамических свойств жидкой меди // Вестн. Ижев. гос. тех. ун-та. 2004. №4. - С. 6-10.

17. Бернал Дж.Д. Геометрический подход к структуре жидкостей // Успехи химии. 1961. -Т.30. -№10.-С. 1312-1323.

18. Френкель Я.И. Кинетическая теория жидкостей. — Москва Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2004,424 с.

19. Stewart G.W. X-ray diffraction in water// Phys. Rev. -1931. -V.37. №1. P. 9-16.

20. Архаров В.И., Новохатский И.А О квазиполикристаллической модели расплавов. В сб.: Строение и свойства металлических и шлаковых расплавов. — Свердловск. — 1974. — С. 52-54.

21. Ватолин Н.А., Пастухов Э.А., Лисин В.Л., Денисов В.М., Качин С.В. Дифракционные исследования строения высокотемпературных расплавов. Екатеринбург: УрО РАН, 2003.-357 с.

22. Вилсон Д.Р. Структура жидких металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1972. — 247 с.

23. Holland-Moritz D., Schenk Т., Convert P., Hansen Т., Herlach D. Electromagnetic levitation apparatus for diffraction investigations on the short-range order of undercooled metallic melts // Measurement Science and Technology. — 16. 2005. — 372 — 380.

24. Ладьянов В.И., Новохатский И.А., Логунов С.В. Оценка времени жизни кластеров в жидких металлах // Металлы. 1995.- №2.- С. 13-21.

25. Ашкрофт Н. Жидкие металлы // УФН. 1970. - Т.101. - №3. - С. 519-535.

26. Полухин В.А., Ватолин Н.А., Потемкина Е.А. Структурные единицы ближнего порядка в аморфных металлах и полупроводниках // Материаловедение. — 2002. №2. - С. 8-13.

27. Попель П.С. Метастабильная микрогетерогенность расплавов с эвтектикой и монотектикой и ее влияние на структуру сплава после затвердевания // Расплавы. 2005. №1. - С. 22-48.

28. Попель П.С., Преснякова Е.Л., Павлов В.А., Архангельский Е.Л. Область существования метастабильной квазиэвтектической структуры в системе Sn-Pb // Известия АН СССР. — Металлы. 1985. - №4. - С. 198-201.

29. Turnball D. Kinetics of solidification of supercooled liquid mercury droplets // J. Chem. Phys. -1952. V.20. - №2. - P. 411 -424.

30. Frank F.G. Supercooling of liquids // Proc. R. Soc. London. - 1952, V.A215. - №1. - P. 4346.

31. Ватолин H.A., Полухин B.A. Структурные изменения в металлических расплавах // Изв. Вузов. Черная металлургия. 1985. №7. - С. 1-8.

32. Попель С.И., Спиридонов М.А., Жукова Л.А. Атомное упорядочение в расплавленных и аморфных металлах. Екатеринбург: Изд-во УГТУ, 1997. - 384 с.

33. Бродова И.Г., Попель П.С., Барбин Н.М., Ватолин H.A. Исходные расплавы как основа формирования структурных свойств алюминиевых сплавов. Екатеринбург: УрО РАН, 2005.-369 с.

34. Ладьянов В.И., Логунов C.B., Кузьминых Е.В. О вязкости микронеоднородных жидких металлов // Металлы. 1997. №4. - С. 22-27.

35. Кофанов С.А., Чикова O.A., Попель П.С. Вязкость жидких сплавов // Расплавы. — 2004. №3. С. 30-37.

36. Попель П.С., Демина Е.Л., Архангельский Е.Л., Баум Б.А. Необратимые изменения плотности расплавов Al-Si при высоких температурах // Теплофизика высоких температур. 1987. Т.25. №3. - С. 487-491.

37. Голубев C.B., Коржавина O.A., Попель П.С., Кононенко В.И., Бродова И.Г., Поленц И.В., Шубина Т.Б. Влияние вязкости и электросопротивления на структурное состояние расплавов Al-Sc и строение литого металла// Металлы. -1991. №1. — С. 46-51.

38. Баум Б.А., Клименков Е.А., Тягунов Б.А., Базин Ю.А. О природе аномалий на политермах свойств металлических расплавов // Известия высших учебных заведений. — 1984.-С. 54-57.

39. Островский О.И., Григорян В.А., Вишкарев А.Ф. Свойства металлических расплавов. -М.: Металлугия, 1988. 304.

40. Бражкин В.В., Волошин P.M., Ляпин А.Г., Попова C.B. Квазипереходы в простых жидкостях при высоких давлениях // УФН. 1999. - Т. 169. - №9. - С. 1035-1039.

41. Brazhkin V.V., Voloshin R.N., Popova S.V. and Umnov A.G. Pressure temperature phase diagram of solid and liquid Те under pressures up to 10 GPa. // J. Phys.: Condens. Matter. — 1992. - №4. - P.1419-1425.

42. Бражкин B.B., Волошин P.H., Попова C.B. Переход полупроводник металл в расплаве селена при высоком давлении // Письма в ЖЭТФ. - 1989. - Т. 50. - №. 9. - С. 392-394.

43. Базин Ю.А., Замятин В.М., Насыйров Я.А., Емельянов A.B. О структурных превращениях в жидком алюминии // Изв. вузов, Черная металлургия. — 1985.- №5.- С. 28-33.

44. Ершов Г.С., Бычков Ю.Б. Свойства металлургических расплавов и их взаимодействие в сталеплавильных процессах. М: Металлургия. - 1983. — 218 с. с ил.

45. Ладьянов В.И., Бельтюков А.Л., Тронин К.Г., Камаева Л.В. О структурном переходе в жидком кобальте // Письма в ЖЭТФ 2000. Т.72. №6. - С. 436-439.

46. Кононенко В.И., Яценко С.П., Рубинштейн Г.М., Привалов И.М. О вязкости и электросопротивлении жидкого алюминия // ТВТ. 1969. Т.7. №2. - С. 265-268.

47. Швидковский Е.Г. Некоторые вопросы вязкости расплавленных металлов. Гостехиздат, 1955.

48. Manuel Vignau Jean // Compt. rent. Acad. sei. -1967. V. 174. - №2. - С. 264.

49. Коледов JI.A. О вязкости чистого алюминия // Изв. вузов. Цветная-металлургия. — 1966. №4. С. 111-113.

50. Горега Г.И., Носырева И.А. // Вязкость расплавленных цинка, алюминия, кадмия и сурьмы. Вестник МГУ, сер. математики, физики, химии. 1959. №6. С.59-64.

51. Гельчинский Б.Р. Структурные превращения в жидких металлах по данным эксперимента и с точки зрения теории // Известия вузов. Черная металлургия. — 1985. №7. С. 16-26.

52. Новохатский И.А., Архаров В.И., Ладьянов В.И. К механизму структурных превращений в жидких металлах // Докл. АН СССР.- 1982,- Т.267- .№2,- С. 367.

53. Каплун А.Б. О причинах аномалий физических свойств металлических расплавов // Изв. вузов, Черная металлургия. 1985.- №7.- С. 30-35.

54. Son L.D., Ryltsev R.E., Sidorov V.E. Calculation of thermodynamic characteristics of binary metal-metalloid alloys in frames of statistical model // Journal of Non-Crystalline Solids. 353. -2007-P. 3722-3726.

55. Зубарев Д. Н., Неравновесная статистическая термодинамика, М., 1971; Боголюбов H. Н., Проблемы динамической теории в статистической физике, М. Л., 1946.

56. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М., Статистическая физика, М., 1964 (Теоретическая физика, т. 5).

57. Баум Б.А., Игошин И.Н., Шульгин Д.Б. и др. О колебательном характере процесса релаксации неравновесных металлических систем // Расплавы. 1988. - Т.2. - №5. - С. 102-105.

58. Баум Б.А., Шульгин Д.Б., Булер Т.П. и др. Образование диссипативных структур в процессе установления термодинамического равновесия в металлических жидкостях // Деп. ВИНИТИ 27.06.88., №5123-В88. Свердловск. 1988.-27с.

59. Зайцева H.A., Баум Б.А., Цепелев B.C. и др. // Расплавы 1997. №1. С. 20-27.

60. Пригожин И. От существующего к возникающему. М.: Наука. - 1985. - 327 с.

61. Ладьянов В.И., Логунов C.B., Пахомов C.B. Об осциллирующих релаксационных процессах в неравновесных металлических расплавах после плавления // Металлы. №5. - 1998.-С. 20-23.

62. Васин М.Г., Ладьянов В.И., Бовин В.П. О механизме немонотонных релаксационных процессов в металлических расплавах // Металлы. — 2000. №5. — С. 27-32.

63. Васин М.Г., Ладьянов В.И., Бовин В.П. Статистическое моделирование процессов релаксации в расплавах с двумя типами ближнего порядка // Расплавы. 1999. - №3. — С. 89-94.

64. Patashinski A.Z., Chertov M.V. Local State Representation in Statistical Mechanics of condensed matter. Preprint INT 91-51. Novosibirsk. - 1991. - P. 21.

65. Ланда П.С., Заикин A.A. Неравновесные шумоиндуцированные фазовые переходы в простых системах //ЖЭТФ. 1997. Т.111. №1. С. 358-363.

66. Климонтович Ю.Л. Статистическая физика. М. Наука, 1982. 608 с.

67. Пономарев А.Г., Холзаков A.B., Шабанова И.Н. Рентгеноэлектронное исследование релаксационных процессов в расплавах МугМонВи, Ni72Nbi4Bi4// Ж. структур, химии. -1998. Т.39. №6. С. 1103-1106.

68. Шабанова И.Н., Холзаков A.B., Пономарев А.Г. Кинетика изменения состава поверхностных слоев сплавов на основе никеля в жидком состоянии // Расплавы. -2000. №4. С.11-15.

69. Курнаков Н.С. Избранные труды: Т.1. М.: Изд-во АН СССР, 1960. 595 с.

70. Таран Ю.Н., Мазур В.И. Структура эвтектических расплавов. М.: Металлургия, 1978. -312с.

71. Вертман A.A., Самарин A.M. Свойства жидких сплавов систем с неограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии // Изв. АН СССР ОТН. Металлургия и топливо. 1961. №2. - С. 83-88.

72. Арсентьев П.П., Коледов JI.A. Металлические расплавы и их свойства. М.: Металлургия, 1976.-376 с.

73. Глазов В.М., Вертман A.A. Особенности строения жидких эвтектик и характер диаграмм вязкость-состав в системах эвтектического типа. В сб.: Исследование сплавов цветных металлов. М.: Изд-во АН СССР. - 1963. Вып.4. - с. 85-93.

74. Ершов Г.С., Позняк JI.A. Микронеоднородность металлов и сплавов. — М.: «Металлургия». 1985.

75. Данилов В.И., Радченко И.В. Рассеяние рентгеновских лучей в жидких эвтектических сплавах//ЖЭТФ. 1937. Т.7. №9-10. - С. 1158-1160.

76. Романова A.B. Структура и свойства металлических расплавов: Металлы, электроны, решетка. Киев: Наукова думка, 1975. - С. 168-202.

77. Абрикосов Н.Х., Глаголева H.H., Чижевская С.Н. Исследование расплавов эвтектических систем Ge (Si) металл // Изв. АН СССР. Неорг. материалы. - 1969. №12. - С. 2055-2059.

78. Хохлов С.Ф. Некоторые вопросы строения расплавов // Изв. АН СССР. ОТН. Металлургия и топливо. 1960. №6. - С. 80-85.

79. Шахпаронов М.И. Механизмы быстрых процессов в жидкостях. — М.: Высшая школа, 1980.-352.

80. Залкин В.М. Некоторые аспекты теории эвтектических сплавов в свете новых экспериментальных данных // Метал, и термич. обраб. метал. -1993. №11. С. 2-7.

81. Попель П.С. Фазовый переход или распад метастабильных агрегатов // Изв. Вузов. Черная металлургия. 1985. №5. - С. 34-41.

82. Жукова JI.A., Жуков A.A. Описание микронеоднородного строения расплавов простых металлических эвтектик с использованием модели монодисперсной эмульсии // Металлы. 1999. №3.-С. 39-42.

83. Григорович В.К. Периодический закон Менделеева и электронное строение металлов. М.: Наука, 1966. 287 с.

84. Базин Ю.А., Емельянов A.B., Баум Б.А., Клименков Е.А. Рентгенографическое исследование строения жидкого алюминия // Металлофизика. 1986. Т.8. №2. - С. 11-15.

85. Новохатский И.А. Тепловые эффекты полиморфных превращений в жидком алюминии // Журнал физической химии. 1999. Т.73. №8. - С. 1348-1350.

86. Schmidt U., Vollmer О., Kohlaas R. // Z. Naturforsch. 1970. B.25a. №8. - 9.S.1258.

87. Кисунько B.3., Погорелов А.И., Новохатский И.А. и др. Строение и свойства металлических и шлаковых расплавов: Тез. науч. сообщ. VI Всесоюзной конф. -Свердловск: УНЦ АН СССР, 1986. 4.2. С. 320.

88. Ransley С. E., Talbot D.E. J- Z. Metallk.,1955, Bd. 46, P.328-337.

89. Филиппов E.C., Крестовников A.H. // Изв. Вузов. Черн. металлургия. — 1974. №9. С. 125131.

90. Новохатский И.А., Кисунько В.З., Ладьянов В.И. Особенности проявлений различных типов структурных превращений в металлических расплавах // Известия вузов. Черная металлургия. 1985. №9. - С. 1-9.

91. Saito D., Matsukawa Т. The viscosity of aluminium and it's alloys // Met. Coll. Eng. Kyoto. Imp. Uviv. V.7. - №49.- 1937.

92. Баталин Г.И., Казимиров В.П., Дмитрук Б.Ф. Структура и электросопротивление жидкого алюминия // Изв. АН СССР. Металлы 1972. №1. - С. 88-94.

93. Шпак А.П., Мельник А.Б. Моделирование структуры жидкого алюминия по дифракционным данным // Расплавы. — 1994. №4. С. 31-36.

94. Jones W.R., Bartlett W.L. The Viscosity of aluminium alloys //Journal of the Institute of Metals. 1952-1953. - Vol. 81. -№3. - P. 145-152.

95. Глазов B.M., Чистяков Ю.В. О температурной зависимости вязкости алюминия // Изв. АН СССР. ОТН. 1958. №7. - С. 141-143.

96. Голубев С.В., Кононенко В.И. Состояние РЗМ в расплавах с алюминием // Расплавы. -1988. Т.2. вып.5. С. 35-40.

97. Беляев А.И., Рапорт М.Б. и Фирсанова Л.А./ Электрометаллургия. М.: Металлургия, 1958.

98. R. Sterner-Rainer, W.Ehrenberg, Z. Metallukunde, 23, 1931, 276.

99. Новиков И.И. Горячеломкость цветных металлов и сплавов. — М.: Наука, 1966.- 299 с.

100. Поляков А.А., Керн Э.М., Ватолин Н.А. Строение расплава Al-Ni // Расплавы. 1996. №1. - С. 16-24.

101. Maret М., Pomme Т., Pasturel A. Srtucture of liquid Algoi^o alloys // Phys. Rev. 1990. -Vol. 42.-№3.-P. 1598-1604.

102. J. Brillo, A. Bytchkov, I. Egry, L.Hennet, G.Mathiak, I. Pozdnyakova, D.L.Price, D.Thiaudiere, D.Zanghi Local structure in the liquid binary Al-Cu and Al-Ni alloys // Journal of Non-Crystalline Solids. T.352. - 2006 - p. 4008-4012.

103. G.Lohofer, J.Brillo, I.Egry, International Journal of Thermophysics. — V.25. — №5. 2004. -p. 1535- 1550.

104. I.Egry Surface tenstion of compound forming liquid binary alloys: A simple model // Journal of .Material Science. T.39. - 2004. - p. 6365.

105. X.Bian, M.Sun, X.Xue, X.Qin Medium range order and viscosity of molten Cu - 23% Sn alloy. // Material Letters. - Y.57. - 2003. - p. 2001.

106. Das S.K., Horbach J., Koza M.M., Mavila Chatoth S., Meyer A. Influence of chemical short-range order on atomic diffusion in Al-Ni melts // Appl.Phys. Lett. V.86. - 2005. - p. 011918-1-3.

107. Mudry S., Lutsyshyn T. Influence of Ni on the structure of liquid aluminum // Journal of Alloys and Compounds, 2004, 367, P. 289-292.

108. Вол A.E. Строение и свойства двойных металлических систем. — М.: Физматлит., T.I, 1959.

109. Баталии Г.И., Белобородова Е.А., Казимиров В.П. М.: Металлургия, 1983. 160 с.

110. Мондельфо JI.B. Структура и свойства алюминиевых сплавов. — М.: Металлургия, 1979.-640 с.

111. Левин Е.С., Аюшина Г.Д. Исследование некоторых физико-химических свойств расплавов Ni-Al // Изв. АН СССР. Металлы. 1971. №1. - С. 227-229.

112. Левин Е.С., Аюшина Г.Д. Электропроводность сплавов Ni-Al // Изв. АН СССР. Металлы. 1972. №5. - С. 143-146.

113. Аюшина Г.Д., Левин Е.С., Гельд П.В. Влияние температуры и состава на плотность и поверхностную энергию жидких сплавов алюминия с кобальтом и никелем // Журнал физической химии. 1969. T.XLIII. №1. - С. 2756-2760.

114. Вертман А.А., Самарин A.M. Свойства расплавов железа. М.: Наука, 1969. - 180с.

115. Корнилов И.И., Минц Р.С., Докл. АН СССР, 88, 1953, С. 829-832.

116. Inoue I. Amorphous, nanoquasicrystalline and nanocrystalline alloys in Al-based // Progress in Materials Science. 43. 1998 - p. 365-520.

117. Snyder R.L. Yttrium — Aluminum Alloys Studies, Master's Thesis, Iowa State University for Science and Technology, Ames, IA, 1960.

118. Дриц E.M., Каданер Э.С., Нгуен Динь Шао. Растворимость редкоземельных металлов в алюминии в твердом состоянии. Изв. АН СССР. Металлы, 1969, №1, с. 219-223.

119. Richer R., Altounian Z., Strom-Olsen J.O., Koester U. And Blank-Bewersdoff. A13Y5, A New Yttrium-Aluminum Compound, J. Mater.Res., 1987, 22(8), p. 2983-2986.

120. Диаграммы состояния двойных металлических систем. Т.1/ Под ред. Лякишева Н.П. -М.: Машиностроение, 1996. 991 с.

121. Bailey D.M. Structure of Two Polymorphic Forms of YA13. Acta Crystallogr., 1967, 23(5), p. 729-733.

122. Lingman Z. and Shouyu W. The 800 К Isothermal Section of the Y-Al-Sb Phase Diagram, J.Alloys Compd., 2003, 351(1-2), p. 176-179.

123. Raggio R., Borzone G., and Ferro R. The Al-Rich Region in the Y-Ni-AI System: Microstructures and Phase Equilibria, Intetmetallics, 2000, 8(3), p. 247-257.

124. Ямщиков Л.Ф., Кобер В.И., Лебедев В.А. и др. Термодинамические свойства богатого алюминием сплавов Y-A1. Журнал физической химии. - 1975. - 49. - №11. - с. 29332935.

125. С.В. Голубев, В.И. Кононенко В.И. Влияние иттрия на вязкость и электросопротивление алюминия // Расплавы. 1991.- №6. - с. 100-102.

126. Голубев C.B., Кононенко В.И. Состояние РЗМ в расплавах с алюминием // Расплавы. 1988. Т.2. вып.5. - С. 35-39.

127. Регель А.Р., Глазов В.М. Физические свойства электронных расплавов. — М.: Наука. -1980.-268 с.

128. Маслов В.В., Слуховский О.И., Носенко В.К. и др. Рентгенодифракционные исследования изменений нанокластерной структуры расплава Alg6NigCe6 при нагреве и охлаждении // Металлофизика и новейшие технологии. 2003. - Т.25. №11. - С. 14711480.

129. Manov V., Rubstein A., Voroncl A. et al. Effect of melt temperature on the electrical resistivity and crystallization temperature of AlgiCesNL} and AbiLasl4^ amorphous alloys // Mater. Sei. Eng. 1994. - P. 91.

130. Yamasaki Т., Tatibana Т., Ogino Y. Viscosity measurements for La-Al-Ni alloys by an oscillating crucible method // Materials Research Socity. V.554. - 1999. - p. 63-68.

131. Валиев 3.P., Исламгалиев P.K. ФММ. - 1998. - Т.85. - №3. - с. 161-177.

132. Бродова И.Г., Башлыков Д.В., Ширинкина И.Г. и др. Формирование микрокристаллических алюминиевых сплавов с переходными металлами // Перспективные материалы. 2003. №3. - С. 67-72.

133. Cacciamani G., Ferro R. Thermodynamic Modeling of Some Aluminium-Rare Earth Binary Systems: Al-La, Al-Ce, Al-Nd // Calphad. Vol.25. - №4. - 2001. - p. 583-597.

134. Мирошниченко И.С. Закалка из жидкого состояния. М.: Металлургия, 1982. - 168 с.

135. Brodova I.G., Bashlikov D.V, Polents I.V., Chikova O.A. Influence of heat time melt treatment on the structure and the properties of rapidly solidified aluminum alloys with transition metals // Mater. Sei. Forum. -V. 269-272 1998 - p. 589-594.

136. G. Brodova, O.A. Chikova, I.V. Polents, P.S. Popel' and V.O. Esin: Effect of Metastable Heterogeneity of Liquid Metallic Solutions on the Structure of Cast Aluminium Alloys, Casting Processes 1 (2) (1992) 158-160.

137. Софронова P. M., Рощупкин А. Г., Камалов M. M., Мышляев М. М. Микрокристаллический сплав Al-Y-Ni с ультрадисперсными выделениями как диссипативная структура по модели Шлегля // Физика металлов и металловедение, 1993, т.75, №2, с. 100-105.

138. Березина A.JI, Сегида Е.А., Носенко В.К., Шмидт У., Котко A.B. Образование аномально пересыщенных твердых растворов переходных металлов в алюминии при быстрой кристаллизации // Металлофиз. Новейшие Технол. — 2006. Т.28, спец. Выпуск. -С. 11-18.

139. Grushko В., Holland-Moritz D. Decagonal quasicrystals in Al-Co, Al-Ni and their ternary alloys // Mater. Sei. Eng. 1997. - V. 226-228. - P. 999-1003.

140. Li X.Z., Kuo K.H. Decagonal quasicrystals with different periodicities along the tenfold axis in rapid solidified Al-Ni alloys // Phil. Mag. Letters. 1988. V.58. - №3. P. 167-171.

141. Роик A.C., Самсонников A.B., Казимиров В.П., Сокольский В.Э. Рентгенодифракционные исследования структуры расплавов Al-Ni // Металлы. 2006. №3. — С. 24-31.

142. G. Gonzalez, G.A. Lara-Rodriguez, A. Sandoval-Jiménez, W. Saikaly, A. Charai The influence of cooling rate on the microstructure of an Al-Ni hypereutectic alloy // Materials characterization.- 59. 2008. - p. 1607-1612.

143. I. G. Brodova, I. V. Polents, D. V. Bashlikov, P. S. Popel, O. A. Chikova The forming mechanism of ultradispersed phases in rapidly solidified aluminium alloys // Nanostructured Materials, V.6, 1995. - p. 477 - 479.

144. Судзуки К., Фудзимори X., Хасимото К. Аморфные металлы. М.: Металлургия, 1987. -328 с.

145. Тягунов Г.В., Цепелев B.C., Кушнир М.Н. и др. // Завод. Лаб. 1980. №10. - С.919.

146. Chiriac Н., Tomut М. И J. Mat. Sci.Lett. 1993. - №12. - P. 763.

147. Егоров Д.В., Цепелев B.C., Тягунов Г.В., Пастухов С.В. Автоматизированная система определения кинематической вязкости расплавов // Завод, лаборатория. 1998. Т.64. №11. - С. 46-48.

148. Бельтюков А.Л., Ладьянов В.И. Автоматизированная установка для определения кинематической вязкости металлических расплавов // Приборы и техника эксперимента. -2008. №2.-С. 155-161.

149. Бескачко В.П., Вяткин Г.П., Уткин Е.А., Щека А.И. Моделирование экспериментов по измерению вязкости методом Швидковского // Расплавы. — 1990. №2. С. 57-64.

150. Елюхина И.В., Вяткин Г.П. // Изв.вузов. Черная металлургия. 2006. №5. - С.З

151. Шпильрайн Э.Э. и др. Исследование вязкости жидких металлов. М: Наука. - 1983. — 243 е., с ил.

152. Логунов С.В., Ладьянов В.И. Обработка данных и измерение вязкости металлических расплавов методом крутильных колебаний // Расплавы. 1996. №3. - С. 63-74.

153. Бузовкин В.П., Пингин В.В., Гильдебрандт Э.М. // Расплавы. 1989. - №5. - С.83.

154. Кассандрова О.Н., Лебедев В.В. Обработка результатов наблюдений. М.: Наука, 1970.

155. Тойберт П. Оценка точности результатов измерений / Пер. с нем. М.: Энергоатомиздат, 1988.

156. Джонсон Н., Лион Ф. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке. Методы обработки данных. М.: Мир, 1980. - 516 с.

157. Глесстон С., Лейдлер К., Эйринг Г. Теория абсолютных скоростей реакций. Кинетика химических реакций. Вязкость, диффузия и электрохимические явления. М.: Ин. лит., 1948,-583 с.

158. Уэндландт У. Термические методы анализа. М.: Иностранная литература, 1978. -526 с.

159. Камаева JI.B. Вязкость и процессы затвердевания аморфообразующих расплавов Ni-P и Со-Р: Дис.канд. физ.-мат. наук. Ижевск. 2005. — 122 с.

160. Научно-производственное предприятие "Буревестник", ОАО. Дифрактометр ренгеновский ДРОН-6. Руководство по эксплуатации Яб.210.074 РЭ. Санкт - Петербург. -2003.

161. Баранова Л.В., Демина Э.Л.: Металлургическое травление металлов и сплавов: спр. Издание. М: Металлургия, 1986. - 256 с.

162. Смитлз К.ДЖ. Металлы: Справ. Изд., 1980. 447 с.

163. Марпл-мл. С.П. Цифровой спектральный анализ и его приложения: Пер. с англ. — М.: Мир. 1990. 584 с.

164. Макс Ж. Методы и техника обработки сигналов при физических измерениях: В 2-х томах. Пер. с франц. -М.: Мир, 1983. Т. 1. - 312 с. с ил.

165. Ladyanov V.I., Men'shikova S.G., BeFtyukov A.L., Maslov V.V. On viscosity peculiarities of the Al-(Ni/Y) (up to 10 at.% Ni/Y) // Book of abstract, 7th Liquid Matter Conference, 27June-l July 2008, Lund, Sweden, PA:40.

166. Коновалов M.C., Меньшикова С.Г. О процессах кристаллизации расплавов системы Al-Ni в области богатой алюминием // Тезисы докладов XXXVII итоговой студенческой научной конференции / УдГУ; отв.ред. Н.И.Леонов. Ижевск.- 2009. с.39, 395 с.

167. Ладьянов В.И., Меньшикова С.Г., Бельтюков А.Л., Маслов В.В. Влияние температуры и времени изотермической выдержки на вязкость и процессы кристаллизации расплавов

168. A1-Y вблизи эвтектического состава // Труды Второго Международного симпозиума «Плавление, кристаллизация металлов и оксидов» МСМО-2009. Ростов-н-Д: Изд-во СКНЦ ВШ ЮФУ АПСН, 2009. 189 стр.

169. Кузнецов В.Д. Кристаллы и кристаллизация, М., Гостехиздат, 1954,411 с.

170. Бельтюков А.Л., Меньшикова С.Г., Ладьянов В.И., Маслов В.В. Вязкость расплава AlseNisLae // Вестник Удмуртского университета. Серия физика. 2005. - №4. - с.135-140.

171. V.I. LacTyanov, S.G. Menshikova, A.L. BePtyukov, V.V. Maslov On viscosity peculiarities of the Al-(Ni/Y) (up to 5 at. % Ni/Y) and the glassforming melts of the system Al-TM-REM // Rare Metals 2009. - Vol.28. - Spec.Issue. - P.227-228.

172. Ладьянов В.И., Бельтюков А.Л., Меньшикова С.Г., Маслов В.В., Носенко В.К., Машира В.А. О вязкости стеклообразующих расплавов Al^N^Co^Gd^Y/Tb^ // Металлофизика и новейшие технологии. 2005. - Т.27. - №5. - с.687-696.

173. Lad'yanov V.I., Bel'tyukov A.L., Men'shikova S.G., Maslov V.V., Nosenko V.K., Mashira V.A. Viscosity of glass forming Als6Ni8(La/Ce)6, Al86Ni6Co2Gd4(Y/Tb)2 melts // Physics and Chemistry of Liquids. 2008. - Vol.46. - P.71-77.

174. Ладьянов В.И., Бельтюков А.Л., Меньшикова С.Г., Волков В.А. Об особенностях вязкости и процессов затвердевания аморфизующихся расплавов Al-Ni-РЗМ // МиТОМ -2007. №5 - с. 26-29.

175. Меньшикова С.Г., Бельтюков А.Л., Ладьянов В.И., Маслов В.В. Вязкость и релаксационные процессы в расплавах А1-ПМ-РЗМ // Сборник научных трудов V

176. Российской научно-технической конференции «Физические свойства металлов и сплавов». 2009. - Екатеринбург. - с.74.

177. Х.Стенли и др. Статистическая механика и фазовые переходы, «Синергетика» сборник статей под. Ред. Б.Б.Кадомцева М: Мир 1984, 250 с.

178. E.Bertin, and J.-P. Bouchaud «Dynamical ultrametricity in the critical trap model» J. Phys.A: Math.Gen. 35, 3039-3051 (2002).