Закономерности изменения свойств аморфных металлических сплавов на основе Co, Pd, Zr в условиях изохронного отжига и локального лазерного воздействия

Яковлев, Алексей Владимирович

Закономерности изменения свойств аморфных металлических сплавов на основе Co, Pd, Zr в условиях изохронного отжига и локального лазерного воздействия тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

Яковлев, Алексей Владимирович АВТОР

кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Тамбов МЕСТО ЗАЩИТЫ

2010 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.07 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Закономерности изменения свойств аморфных металлических сплавов на основе Co, Pd, Zr в условиях изохронного отжига и локального лазерного воздействия»

Автореферат диссертации на тему "Закономерности изменения свойств аморфных металлических сплавов на основе Co, Pd, Zr в условиях изохронного отжига и локального лазерного воздействия"

На правах рукописи

ЯКОВЛЕВ Алексей Владимирович

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ СВОЙСТВ АМОРФНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ Со, Р(1, Ъс В УСЛОВИЯХ ИЗОХРОННОГО ОТЖИГА И ЛОКАЛЬНОГО ЛАЗЕРНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

Специальность 01.04.07 - физика конденсированного состояния

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

1 1 НОЯ 2010

Белгород - 2010

004612374

Работа выполнена в Тамбовском государственном университете имени Г.Р. Державина.

Научный руководитель: Заслуженный деятель науки РФ,

доктор физико-математических наук, профессор Федоров Виктор Александрович

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор Малай Николай Владимирович;

кандидат физико-математических наук, профессор Иванов Владимир Михайлович

Ведущая организация: Санкт-Петербургский физико-

технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН (г. Санкт-Петербург)

Защита диссертации состоится «19» ноября 2010 г. в 15 часов на заседании диссертационного совега Д.212.015.04 при Белгородском государственном университете по адресу: 308015, г. Белгород, ул. Победы, 85.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Белгородского государственного университета

Автореферат разослан «» октября 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, к. ф.-м. н., доцент

В.А. Беленко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Основные области применения аморфных металлических сплавов в настоящее время связаны с их использованием в качестве магнитомягких материалов. Перспективной областью является использование аморфных металлических сплавов в качестве магнитных головок звуко- и видеозаписи, а также в магнитных головках периферийных устройств ЭВМ. Для этого обычно используются аморфные металлические сплавы на основе кобальта с высокой индукцией насыщения, высокой проницаемостью (после термомагнитной обработки), нулевой или близкой к нулю магнитострикцией, высокой твердостью и стойкостью к истиранию. Применение аморфных металлических сплавов основано не только на их особенных магнитных свойствах. Сочетание высокого удельного электросопротивления и большого температурного коэффициента электросопротивления создает предпосылки для изготовления низкотемпературных термометров.

Ряд аморфных металлических сплавов на основе Со, Ре, № с добавками Сг характеризуется высокой коррозионной стойкостью во влажном воздухе, морской воде, кислотах, растворах солей и т.д.

В течение последнего десятилетия идут интенсивные исследования нового класса аморфных материалов - так называемых объемных аморфных материалов. Их особенность состоит в том, что они, во-первых, легко аморфизируются, то есть затвердевают в аморфном состоянии, при малых скоростях охлаждения расплава, а во-вторых, температура стеклования этих сплавов существенно ниже температуры их кристаллизации. Такие материалы можно получать в виде объемных аморфных заготовок. Объемные аморфные заготовки можно рассматривать в качестве нового типа конструкционных и функциональных материалов.

Исходя из вышеизложенного, исследование действия различных внешних факторов на свойства аморфных металлических сплавов является одной из актуальных задач физики неупорядоченных сред и материаловедения.

Цель работы - исследование изменения свойств ленточных аморфных металлических сплавов на основе Со в условиях изохронного отжига и объемных аморфных металлических сплавов на основе РсЗ и 2х при локальном лазерном воздействии.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Разработать методику и установку для оптимизации режимов изохронного отжига ленточных аморфных металлических сплавов на основе Со.

2. Установить закономерности изменения характеристики пластичности для ленточных аморфных металлических сплавов на основе Со, подвергнутых изохронным отжигам при различных температурах.

3. Сопоставить полученные экспериментальные данные с результатами, полученными методами термического анализа и рентгеноструктурными исследованиями.

4. Установить закономерности изменения свойств ленточных аморфных металлических сплавов в зависимости от соотношения основных компонентов сплавов.

5. Определить влияние наводороживающих сред на характеристику пластичности аморфных металлических сплавов на основе Со после изохронного отжига при различных температурах.

6. Установить параметры и кинетику формирования рельефа поверхности аморфных металлических сплавов, подвергнутых локальному механическому воздействию индентором, а также изгибу и растяжению.

7. Определить структурные превращения в зонах воздействия лазерного излучения и изменение элементного состава на поверхности объемных аморфных металлических сплавов на основе Рс1 и 7.x.

8. Установить методами микро- и наноиндентирования изменение механических характеристик объемных аморфных металлических сплавов на основе Рс1 и Ъх в зонах воздействия лазерного излучения.

Научная новизна:

1. Предложены методика и установка изохронного отжига ленточных аморфных металлических сплавов в стабилизирующих пластинах, позволяющие оптимизировать режимы отжига и повысить достоверность получаемых результатов, в сравнении с отжигом на керамической подложке.

2. Определены интервалы термовременной стабильности для ленточных аморфных металлических сплавов, позволяющие проводить регламентированный отжиг аморфных металлических сплавов, и получать заданные значения характеристики пластичности в пределах 1>е>0,01.

выше температур начала кристаллизации, базирующийся на изменении свободного объема.

4. Впервые определены кинетические характеристики формирования деформационного рельефа при индентировании ленточных аморфных металлических сплавов. Определена скорость роста деформационной полосы, составляющая 0,2 мм/с, и предложен механизм ее формирования.

5. Установлены закономерности формирования зон локального лазерного воздействия и структурные превращения на поверхностях объемных аморфных металлических сплавов на основе Рс1 и 2г.

6. Установлены основные закономерности изменения свойств объемных аморфных металлических сплавов на основе Рс1 и Тг в зонах воздействия импульсного лазерного излучения.

Основные положения, выносимые па защиту:

1. Методика изохронного отжига ленточных аморфных металлических сплавов в стабилизирующих пластинах и закономерности изменения характеристики пластичности ленточных аморфных металлических сплавов в зависимости от режимов изохронного отжига.

2. Метод определения термовременной стабильности аморфных металлических сплавов, позволяющий получать заданные значения характеристики пластичности и закономерности влияния соотношения компонентов сплавов на пластичность.

3. Закономерности влияния наводороживающих сред на характеристику пластичности ленточных аморфных металлических сплавов на основе Со и механизм ее возврата в наводороженных сплавах к значениям характерным для неиаводороженных образцов.

4. Кинетические закономерности и механизм формирования деформационного рельефа при индентировании поверхности ленточных аморфных металлических сплавов.

5. Закономерности изменения свойств и структуры объемных аморфных металлических сплавов на основе РсЗ и Тл в зонах воздействия лазерного излучения.

Практическая значимость работы. Разработанные методы позволяют определять температурно-временные интервалы воздействия на промышленные сплавы МС, допустимые концентрации наводороживающих сред и т.д., что может позволить избежать негативных последствий при эксплуатации сплавов, а в ряде случаев привести к улучшению свойств изделий из аморфных металлических сплавов.

Полученные при выполнении работы результаты могут быть использованы в учебном процессе при изучении курсов «Материаловедение», «Нанотехнологии и наноматериалы», а также, могут послужить дополнением к развиваемым теориям прочности и пластичности перспективных материалов и сильно неупорядоченных сред.

Достоверность и обоснованность полученных в диссертационной работе экспериментальных данных подтверждается их воспроизводимостью при стандартных условиях эксперимента. Все научные положения и выводы, сформулированные в диссертации, аргументированы собственными теоретическими рассуждениями, логикой научного анализа диссертанта, тщательно проиллюстрированы значительным по объему экспериментальным материалом, не противоречащим физическим теориям и результатам других исследователей.

Апробация работы. Основные результаты работы были представлены и обсуждались на следующих научных конференциях и семинарах: 5-й Международной научно-технической конференции «Материалы и технологии XXI века» (Пенза, 2007); Петербургских чтениях по проблемам прочности (Санкт-Петербург, 2007, 2008, 2010); IV-ой, V-ой Международных школах-конференциях «Микромеханизмы пластичности, разрушения и сопутствующих явлений», MPFP - 2007, 2010 (Тамбов, 2010); 2-й, 3-й международных конференциях «Деформация и разрушение материалов и наноматериалов» (Москва, 2007, 2009); IX Российско-китайском симпозиуме (Астрахань, 2007); II Международной конференции NDTCS (Германия, 2007); 46-й, 47-й, 48-й Международных конференциях «Актуальные проблемы прочности» (Витебск, Беларусь, 2007; Нижний Новгород, 2008; Тольятти, 2009); 5-й Международной научной конференции «Современные достижения физики и фундаментальное физическое образование» (Алматы, Казахстан, 2007); VIII Международной научно-технической Уральской школе-семинаре металловедов-молодых ученых (Екатеринбург, 2007); IV-ой, V-ой Евразийских научно-практических конференциях "Прочность неоднородных структур", ПРОСТ 2008, ПРОСТ 2010 (Москва, МИСиС, 2008, 2010); Четырнадцатой, пятнадцатой Всероссийских научных конференциях студентов-физиков и молодых ученых, ВНКСФ-14, 15 (Уфа, 2008; Кемерово-Томск, 2009); XIX Уральской школе металловедов-термистов "Актуальные проблемы физического металловедения сталей и сплавов", посвященной 100-летию со дня рождения академика В.Д. Садовского (Екатеринбург, 2008); Международной научной конференции «Перспективные материалы и технологии», посвященной 75-летию со дня рождения академика В.В. Клубовича (Витебск, Беларусь, 2008); Международном Семинаре МНТ-Х "Структурные основы модифицирования материалов методами нетрадиционных технологий" (Обнинск, 2009); XVII Международной конференции "Физика прочности и пластичности материалов" (Самара, 2009); Всероссийских конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых по физике (Владивосток, 2009, 2010); Международном симпозиуме "Перспективные материалы и технологии" (Витебск, Беларусь, 2009); Бернштейновских чтениях по термомеханической обработке металлических материалов, 2009, Москва; Первых Московских чтениях по проблемам прочности материалов, 2009, Москва; V (XXXVII)

Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Образование, наука, инновации - вклад молодых исследователей», 2010, Кемерово; на научных конференциях преподавателей и сотрудников ТамбГУ (2006-2010 г.г.).

Публикации. Основное содержание работы изложено в 48 работах, опубликованных в российских и международных научных изданиях. Из них 13 статей опубликовано в журналах из списка рекомендованных ВАК РФ. Список основных публикаций приведен в конце автореферата.

Личный вклад. В работах, написанных в соавторстве, автору принадлежит разработка и апробация новых методов исследования механических характеристик ленточных образцов металлического стекла, создание и отладка экспериментальных установок, проведение экспериментов, обработка полученных данных, а также участие в планировании экспериментов, обсуждении результатов и написании статей.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из обзора литературы, трех глав, общих выводов, содержит 168 страниц текста, включая 65 рисунков, 8 таблиц, списка цитированной литературы, содержащего 199 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы научная новизна, практическая значимость, цели и задачи диссертационного исследования, представлены основные положения, выносимые на защиту.

Первая глава носит обзорный характер. В ней проведен анализ литературных данных по теме диссертационного исследования.

Описаны способы получения МС. Приведена классификация МС в зависимости от состава.

В первой главе рассмотрено несколько подходов к описанию структуры и свойств МС. Приведены типы дефектов, характерных для МС.

Рассмотрены и проанализированы методы исследования свойств МС, их достоинства и недостатки с учетом особенностей МС. Особое внимание уделено обсуждению вопросов, касающихся термической стабильности МС, влияния водородосодержащих сред на свойства МС, а также воздействия лазерного излучения. Представлены данные о превращениях, происходящих в МС под действием облучений заряженными и незаряженными частицами.

В заключение обзора сформулированы выводы, обосновывающие актуальность диссертационного исследования.

Вторая глава посвящена исследованию механических свойсгв отожженных МС, сопоставлению и сравнению полученных результатов для пластичности отожженных образцов МС с различным содержанием кобальта.

Для проведения исследований использовали ленты аморфных сплавов на основе Со систем: Со-Яе-Мп-51-Сг-В-№ с содержанием кобальта: 70%, 72%, 79%, 80%; Со-Ре-Мп-БьВ-Сг с содержанием кобальта: 83%, 86%,

полученных методом спиннинговавия. Толщина лент 20 мкм, ширина 3,5 мм. Объектами исследования служили образцы размером 3,5x15 мм.

С целью оптимизации режимов отжига была предложена методика отжига ленточных образцов MC в массивных стабилизирующих пластинах, имеющих большую теплоемкость. Заданная температура отжига в пластинах практически не изменяется при загрузке образцов, вследствие чего, сокращается существенно время их выхода на режим отжига и уменьшается погрешность при определении времени выдержки.

Разработанную методику использовали для изохронного отжига образцов MC при заданных температурах с выдержками от 1 до 20 мин. Время отмечалось от момента размещения образцов между пластинами. Исследования показали, что отжиг в пластинах дает зависимости г.(Т), отличающиеся от таковых, полученных при печном отжиге на керамической подложке.

Наводороживание отожженных образцов осуществляли в растворе NACE(NaCl + СН3СООН) с добавлением сероводорода в течение 24 часов. В работе использовались растворы с различной концентрацией сероводорода: 1) NaCE (SOrArO+H.S (100 мг/л), 2) NaCE (50rAi)+H:S (400 мг/л). Закономерности изменения пластичности MC в зависимости от температуры отжига исследовали методом на изгиб. Меру пластичности оценивали по формуле:

е = h/(D-h), (1)

где s - величина, не являющаяся стандартной характеристикой пластичности, но позволяющая оценивать ее изменение в относительных единицах, И -толщина ленточного образца, D - расстояние между параллельными пластинами (рис. 1), при котором изогнутый образец разрушался. j/- 1 i

| • / | Рис. 1. Схема проведения измерений по определению

..........3 пластичности MC: I- нагружающие пластины,

(f 2 - лента аморфного сплава

( "

\\ , При построении экспериментальных

—зависимостей каждая экспериментальная точка I ... {.. I соответствует 10 измерениям. Элементный состав

г исходных и наводороженных образцов определялся

с помощью растрового ионно- электронного микроскопа Quanta 200 3D. Измерения тепловых свойств MC проводились на совмещенном ТГА/ДСК/ДТА анализаторе SDT Q600 при скорости нагрева 20 град/мин в атмосфере аргона. Рентгеновские исследования были выполнены на дифрактометре Rigaku Ultima IV с использованием СиК„- излучения, фильтром служил никель*.

* Исследования выполнены в ЦКП БелГУ «Диагностика структуры и свойств наноматериалов»

Далее во второй главе методом на изгиб установлен характер изменения пластичности МС в зависимости от температуры отжига при различных температурах и малых временах выдержки. Для всех сплавов установлена общая закономерность - падение пластичности происходит в две стадии. Первая стадия падения пластичности аппроксимируется функцией вида:

е = А ехр(В / Т) (2)

с коэффициентом корреляции ~ 0,9. Л, В - положительные коэффициенты, определяемые для каждого из сплавов экспериментально. Падение пластичности на первой стадии достигает ~ 90%. При температурах, сопоставимых с температурой кристаллизации наблюдается вторая стадия падения пластичности, также подчиняющаяся экспоненциальному закону. Рассмотренные процессы обсуждены в рамках энергетических представлений.

Первая стадия падения пластичности обусловлена процессами структурной релаксации. При этом атомные перестройки приводят к появлению зародышей кристаллов нанометрового размера, вследствие чего сплавы остаются рентгеноаморфными вплоть до температур начала кристаллизации. Проведенный рентгенофазовый анализ отожженных сплавов показал, что при выдержках 5 мин в сплаве происходит кристаллизация кобальта и никеля, а также образуются соединения Со?Ре, Со7ре3, 8101, отвечающие за начало второй стадии. Кроме того в сплаве образуются соединения РезВ, Ре4Мп, Сг5ь. Эти кристаллические фазы охрупчивают МС за счет блокировки гомогенной пластичности. Таким образом, в исследованных сплавах реализуется «кристаллическая» модель падения пластичности. Рентгенофазовый анализ имеет хорошее согласование с результатами, полученными дифференциальной сканирующей калориметрией (ДСК).

Далее была исследована кинетика охрупчивания МС с различным содержанием кобальта. Полученные зависимости кинетики изменения пластичности, построенные для заданных температур, позволили

преложить метод построения диаграмм термовременной

стабильности для всех сплавов с различным содержанием кобальта (рис. 2).

Рис. 2. Зависимости логарифма времени отжиг а от обратной температуры, определяющие области: охрупченного состояния (1, II), перехода из пластичного в хрупкое состояние (III), пластичного состояния (IV) дяя сплава системы Со-Ре-Мп-ЭI-Сг-В-К'|' (80% Со)

Диаграммы позволяют прогнозировать температуру и время отжига, при которых можно получать заданное значение пластичности, сопоставляя его с другими свойствами, например: магнитным, коррозионным, микротвердостью и другими.

Установлено, что термическая стабильность зависит от процентного соотношения кобальта, никеля и марганца. Данные ДСК показывают, что температура начала кристаллизации также зависит от концентрации кобальта и с ее увеличением температура начала кристаллизации уменьшается. Уменьшение концентрации никеля и марганца при этом приводит к снижению пластических свойств.

В последней части второй главы установлены закономерности влияния водородосодержащей среды на характеристику пластичности отожженных МС и температуру начала падения пластичности.

Образцы, отожженные при различных температурах, помещали на 24 часа в водородосодержащие среды.

Определено, что пластичность металлического стекла подверженного действию водородной среды меньше, чем пластичность отожженных при той же температуре образцов. Температура начала падения пластичности снижается на ~ 50 К. Пластичность падает в среднем на 20% до определенной температуры отжига, далее наблюдается рост пластичности до значений соответствующих значениям пластичности отожженных образцов, что связано с эволюцией свободного объема. При отжиге свободный объем уменьшается, вследствие чего снижается наводороживание. У исследованных сплавов наблюдается общая закономерность снижения пластичности при наводороживании.

Третья глава посвящена исследованию механических свойств объемных аморфных металлических сплавов на основе циркония и палладия, подверженных лазерному воздействию.

Объектами исследования служили образцы размером 2x5x4 мм системы Zr - Ti -Cu - Ni - Al (52,5% Zr) и системы Pd - Cu - Ni - P (40% Pd).

Воздействие лазерного облучения на поверхность объемных МС осуществляли с помощью лазерной установки «ЛТА-4-1» (?, = 1064 нм), позволяющей получать импульсы различной формы с одинаковой энергией. Длительность импульсов - 2^4 мс. Использовали энергию импульса 0,35 и 0,5 Дж. Взаимодействие излучения с поверхностью аморфных сплавов проводили в среде аргона. Одна сторона образцов для исследований была приготовлена как металлографический шлиф. Для исследования изменений свойств в объеме материала после воздействия лазерного излучения, образцы разрезали электроэрозиониым способом по плоскости, проходящей через центр зоны лазерного воздействия перпендикулярно поверхности воздействия.

Для исследования механических свойств объемных МС использовали микротвердомер ПМТ-3 и Nano lndenter G200 фирмы MTS.

Морфологические особенности поверхностей и элементный состав определяли с помощью растрового ионно-электронного микроскопа Quanta 200 3D. Рельеф зоны воздействия исследовали на сканирующем зондовом микроскопе Ntegra Aura. Измерение тепловых свойств МС проводили на совмещенном ТГА/ДСК/ДТА анализаторе SDT Q600 при скорости нагрева 20 град/мин в атмосфере аргона. Для дилатометрических исследований использовали дилатометр DIL 402 C/4/G, скорость нагрева при дилатометрических измерениях составляла 10 град/мин в атмосфере аргона.

В результате воздействия сфокусированного импульсного лазерного излучения на поверхности объемных МС образуется область воздействия лазера, имеющая для каждого из образцов характерные морфологические особенности (рис. 3). На поверхности сплава, на основе Zr зона воздействия представляет собой "розетку", состоящую из радиально растущих кристаллов образовавшихся в центральной области оплавления. Выделяются зона оплавления и зона термического влияния. За пределами границы зоны оплавления наблюдается кристаллизация, которая не связана с расплавлением материала. Можно сделать вывод о том, что область, расположенная вблизи границы зоны оплавления прогрелась до температуры, равной либо выше температуры кристаллизации. Рельеф, формируемый на поверхности, связан с тем, что имеет место объемный эффект при кристаллизации, подтверждаемый дилатометрическими исследованиями. В центре области воздействия лазера в сплаве на основе Pd структурных изменений не наблюдается. Зона воздействия представляет собой вид «лунного кратера», зона термического влияния металлографически не выявляется.

Исследованием микротвердости МС после воздействия лазерного излучения установлены параметры и механические свойства зон оплавления и термического влияния.

Рис.3. Морфологические отличия зон воздействия лазерного излучения: а) МС на основе 2г; б) МС на основе Рс1. 1-зона оплавления, 2-зона термического влияния. (Темными стрелками показано начало и направление индентирования) Микротвердость минимальна у границы зоны воздействия лазера и постепенно увеличивается по мере удаления от нее (зона термического

влияния) и на расстоянии ~ 275 мкм, принимает значения, характерные для необлученного сплава, для образцов на основе 2х. Для образцов на основе Рс1 наблюдается подобная картина, но зона термического влияния составляет — 110 мкм.

Изменение микротвердости исследовано под поверхностью воздействия на глубинах ~ 90-И00 мкм. Микротвердость сохраняет свое значение, соответствующее исходному, что позволяет судить о глубине лазерного прогрева.

Механические свойства внутри зоны воздействия лазерного излучения, образующейся на поверхности объемных МС, а также поверхности объемных МС, находящейся в исходном состоянии были исследованы методом наноиндентирования.

По результатам экспериментов были рассчитаны ианотвердость и модуль Юнга поверхности внутри кратера и в исходном состоянии. В зоне воздействия излучения происходит изменение механических свойств по сравнению с исходным материалом. В сплаве на основе циркония нанотвердости в 50 раз, а модуля Юнга в 33 раза. Это связано с процессами кристаллизации, идущими на поверхности под влиянием лазерного излучения. Последнее обусловлено структурно-фазовым превращением аморфный сплав —» ГПУ кристалл. Согласно данным об элементном составе сплава на основе 2г в зоне воздействия увеличивается содержание кислорода, с которым цирконий активно реагирует, образуя трудно растворимые окислы, последние выступают в роли центров кристаллизации. Рост ГПУ кристаллов 7л идет преимущественно вдоль оси с, т.е. параллельно плоскости наблюдения. В связи с этим деформация кристаллов осуществляется по плоскости базиса (0001) - плоскости легкого скольжения. Этим обусловливаются низкие значения нанотвердости и модуля Юнга. В сплаве на основе палладия происходит незначительное ~ на 10 % снижение значения нанотвердости и - на 5 % модуля нормальной упругости. Это связано с процессами вторичного стеклования, сопровождающимися незначительным уменьшением свободного объема.

Четвертая глава посвящена исследованию закономерностей формирования деформационного рельефа на поверхности аморфных металлических сплавов.

Исследования деформационного рельефа проводили на объемных и ленточных МС, находящихся в исходном состоянии. Использовали ленточные аморфные сплавы на основе Со (Со-Ре-Мп-БиВ-М, Со-80%), полученные методом спиннингования. Толщина лент 20 мкм. Исследование проводили на образцах с размерами 3,5x90 мм (одноосное растяжение, микроиндентирование) и 3,5x15 мм (изгиб). Использовали также объемные МС на основе циркония и палладия.

Индентирование ленточных МС проводили на микротвердомере ПМТ-3 со стороны неконтактной поверхности ленты в специальном устройстве,

позволяющем непосредственно в поле зрения микроскопа наблюдать развитие деформационных процессов.

Испытания на одноосное растяжение и разрыв проводили на машине высокой жесткости Инстрон 5565. Нагрузка менялась в пределах Р=(НЗ ГПа. Испытания на изгиб проводили по описанной ранее методике (гл. 2). Исследование рельефа поверхности МС после указанных воздействий проводили на растровом электронном микроскопе Quanta 3D и на сканирующем зондовом микроскопе Ntegra Aura.

Разработанная методика позволяет наблюдать деформацию на поверхности образца противоположной поверхности деформирования. Исследование противоположной индентированию поверхности МС показало, что наблюдается ступенчатая деформационная структура. В центре области индеитирования создается максимальное деформирование, проявляющееся в виде полос сдвига, радиально расходящихся от отпечатка, высота которых может достигать 0,3^0,5 мкм. В зоне отпечатка деформационные полосы пересекаются, ветвятся. Наблюдали как правоступенчатый, так и левоступенчатый относительно направления роста полосы деформационный рельеф. Ступени располагаются под углом ~ ¡0-15° к нормали к поверхности образца. Сами ступени неоднородны, рельефность ступеней составляет десятки нанометров.

В ходе экспериментов было установлено, что рельеф формируется в течение некоторого промежутока времени. Максимальная скорость роста полосы сдвига равна ~ 0,2 мм/с. Скорость нарастания количества полос в зоне воздействия аппроксимируется линейной функцией и составляет в среднем ~ 50 полос/с.

Поверхности образцов объемных АМС на основе циркония и палладия также подвергали локальному воздействию пирамидой Виккерса на микротвердомере ПМТ-3 (нагрузка на индентор 50 г). В зонах деформирования показано образование деформационных навалов, структура которых неоднородна. Механизм формирования пластических зон вокруг отпечатка одинаков - это образование «чешуйчатых сдвигов».

При испытаниях на разрыв и на изгиб на поверхности образцов формируется рельеф из параллельных полос деформации высотой 100^200 нм. И в первом и во втором случае полосы образуют на поверхности выступы и впадины.

Совокупность экспериментальных результатов позволяет предположить, что в зоне полосы сдвига происходит топологическое упорядочение структуры аморфных сплавов за счет механической активации, которая переводит систему в более устойчивое энергетическое состояние. В подтверждение высказанного предположения можно привести результаты экспериментов, подтверждающие отсутствие обратимой деформации в аморфных сплавах. Кроме того, в экспериментах не нашел подтверждение эффект Баушингера. Это говорит о необратимости процесса формирования

полосы сдвига или о том, что область деформации находится в более стабильном состоянии по сравнению с матрицей. В случае объемных аморфных сплавов «чешуйчатый рельеф» косвенно подтверждает упорядочивание структуры в зоне деформации. Послойный сдвиг характерен для кристаллических структур.

В заключительной части работы предложен метод определения температур нагрева при лазерном воздействии.

С этой целью установлены закономерности деформации и разрушения МС, подверженных отжигу в печи и воздействию излучения лазера. Отмечено, что при индентировании ленточных МС наблюдается зарождение и развитие системы трещин, имеющей линейную количественную зависимость от нагрузки. Трещиностойкость сплавов оценивали через К/с, определяемый по формуле:

К)С =А (Е/Н)'а Р/С*7, (3)

где А=0,016 ~ коэффициент пропорциональности, Е - модуль Юнга, Н -микротвердость по Виккерсу, Р - критическая нагрузка появления радиальных трещин, С - длина радиальной трещины.

Для сравнения трещиностойкостей отожженных в печи и подверженных лазерному воздействию образцов находили зависимость величины X, представляющей собой отношение трещиностойкости сплава при различных нагрузках к трещиностойкости сплава при нагрузке на индентор 160 г. При совпадении хода полученных зависимостей для различных условий нагрева считали, что температуры нагрева также совпадают.

Экспериментальные результаты %(Р) аппроксимировали в линейном приближении зависимостями вида:

%=аР + Ь. (4)

Значения коэффициентов корреляции составляют ~ 0,97.

Таким образом, метод определения трещиностойкости в относительных единицах в зависимости от нагрузки на индентор позволяет, на основании сопоставления графиков у/Р), полученных на образцах, отожженных в печи и при лазерном нагреве, оценить эквивалентную температуру нагрева при локальной лазерной обработке.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

I. Предложена методика и изготовлена установка, позволяющие оптимизировать режим отжига ленточных МС в массивных стабилизирующих пластинах, и повысить достоверность результатов при определении характеристики пластичности. Установлены общие закономерности двухстадийного изменения характеристики пластичности для сплавов с различным содержанием кобальта в зависимости от температуры отжига МС. Показано, что изменением процентного соотношения кобальта, никеля и марганца можно направленно изменять пластичность, температуру начала падения пластичности, температуру

кристаллизации МС. Полученные закономерности интерпретированы в рамках энергетической и кристаллической моделей падения пластичности.

2. Предложен метод определения температурно-временных интервалов отжига МС, позволяющий получать заданные значения характеристики пластичности, основанный на определении кинетических закономерностей изменения пластичности ленточных МС при изохронном отжиге.

3. Установлены закономерности снижения характеристики пластичности отожженных ленточных МС и температуры начала падения пластичности при воздействии водородосодержащей среды. Предложен механизм, объясняющий изменение свойств ленточных МС, основанный на существовании свободного объема и его изменении в зависимости от температуры отжига МС.

4. Предложена методика и изготовлена установка позволяющие установить кинетические закономерности формирования деформационного рельефа на свободной поверхности ленточных МС, который аналогичен деформационному рельефу на поверхности индентирования. Определены скорости роста полос сдвига, достигающие 0,2 мм/с их морфологические особенности и геометрические параметры. Высказано предположение, что в зонах сдвига за счет механической активации происходит топологическое упорядочение в расположении атомов, переводящее систему из метастабильного в более устойчивое энергетическое состояние.

5. Предложен метод определения температур нагрева ленточных МС при лазерной обработке, основанный на сопоставлении зависимостей относительной трещиностойкости МС от нагрузки на индентор, в образцах, отожженных в печи и после лазерного воздействия.

6. Установлено, что действие лазерного импульсного излучения на поверхность объемных МС сопровождается структурными превращениями, зависящими от тепловых свойств сплавов. В сплавах на основе циркония развивается направленный рост кристаллов гексагональной сингонии, зарождающихся на частицах окислов циркония. В сплавах на основе палладия формируется зона в виде «лунного кратера», без участков кристаллизации. Последнее обусловлено высокими значениями вязкости сплава и коэффициента теплопроводности.

7. Методом наноиндентирования показано, что в зоне воздействия лазерного излучения происходит изменение величин нанотвердости и модуля упругости объемных МС на основе циркония и палладия по сравнению с исходным материалом. В сплаве на основе Ъх значительное уменьшение нанотвердости и модуля Юнга связано со структурным превращением металлическое стекло ГПУ кристалл. В сплаве на основе палладия это уменьшение составляет 10 % и 5 % соответственно и связано с процессами вторичного стеклования, идущими на поверхности.

ОСНОВНЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

В репетируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ

1. Федоров, В.А. Действие нагрева и лазерного излучения на эволюцию механических свойств металлических стекол / В.А. Федоров, А.Н. Капустин, A.B. Яковлев // Перспективные материалы. - 2007. - Т 2. - С. 333-337.

2. Федоров, В.А.Влияние отжига на кинетику процессов охрупчивания аморфных сплавов В.А. Федоров, A.B. Яковлев, А.Н. Капустин И Металловедение и термическая обработка металлов. - 2008. -№ 8 (638). - С. 39-41.

3. Федоров, В.А. Влияние лазерного излучения и нагрева на эволюцию механических свойств аморфных металлических сплавов / В.А. Федоров,

A.B. Яковлев, А.Н. Капустин // Вестник Тамбовского государственного технического университета. - 2008. - Т. 14. - №3. - С. 681-688.

4. Капустин, А.Н. Воздействие когерентного лазерного излучения на поведение механических свойств аморфных металлических сплавов / А.Н. Капустин, С.Н. Плужников, В.А. Федоров, A.B. Яковлев, М.В. Ранчин // Вестник Тамбовского Университета. Серия: Естественные и технические науки.-2008.-Т. 13.-Вып. 1.-С. 69-72.

5. Федоров, В.А. Влияние лазерного излучения на механические свойства объемных аморфных металлических сплавов / В.А. Федоров, A.B. Яковлев, И.В. Чернова, Г.А. Барышев // Вестник Тамбовского Университета. Серия: Естественные и технические науки. -2009. - Т. 14. - Вып. 1. - С. 211-213.

6. Федоров, В.А. Взаимодействие лазерного излучения с поверхностью сплава Fe-Si / В.А. Федоров, П.М. Кузнецов, Г.В. Новиков, A.B. Яковлев // Вестник Тамбовского Университета. Серия: Естественные и технические науки. - 2010. Т. 15. - Вып. 1. - С. 250-251.

7. Плужникова, Т.Н. Изменение механических свойств металлических стекол на основе кобальта под действием водородсодержащей среды / Т.Н. Плужникова, В.А. Федоров, A.B. Яковлев, Ю.В. Черемисина, Г.А. Барышев // Вестник Тамбовского Университета. Серия: Естественные и технические науки. -2010. Т. 15.-Вып. 1.-С. 254-255.

8. Федоров, В.А. Рельеф, формируемый на поверхности объемных и ленточных металлических стекол при микроиндентировании / В.А. Федоров, Т.Н. Плужникова, A.B. Яковлев, Ю.В. Черемисина, Д.А. Колесников, И.Ю. Гончаров, О.Н. Марадудина. // Вестник Тамбовского Университета. Серия: Естественные и технические науки. - 2010. - Т. 15. Вып.З.-С. 1101-1102.

9. Яковлев, A.B. Воздействие водородсодержащей среды на механические свойства ленточных металлических стекол / A.B. Яковлев, Т.Н. Плужникова,

B.А. Федоров, Ю.В. Черемисина, Д.А. Колесников, О.Н. Марадудина. // Вестник Тамбовского Университета. Серия: Естественные и технические науки.-2010.-Т. 15. Вып.З.-С. 1103-1104.

10. Яковлев, A.B. Исследование тепловых свойств ленточных и объемных металлических стекол / A.B. Яковлев, Т.Н. Плужникова, Ю.В. Черемисина,

В.А. Федоров, И.Д. Тарасова 1! Вестник Тамбовского Университета. Серия: Естественные и технические науки. - 2010. - Т. 15. Вып. 3. - С. 1105-1107. И. Яковлев, A.B. Кинетика образования полос сдвига на поверхности ленточных металлических стекол при микроиндентировании / A.B. Яковлев, Т.Н. Плужникова, Ю.В. Черемисина, И.В. Васильева, В.А. Федоров // Вестник Тамбовского Университета. Серия: Естественные и технические науки.-2010.-Т. 15. Вып. З.-С. 1108-1109.

12. Яковлев, A.B. Морфологические особенности поверхностей объемных металлических стекол, получаемые при лазерном воздействии / A.B. Яковлев, Т.Н. Плужникова, Ю.В. Черемисина, С.В. Васильева, В.А. Федоров, Д.А. Колесников, О.Н. Марадудина. // Вестник Тамбовского Университета. Серия: Естественные и технические науки. - 2010. - Т. 15. Вып. З.-С. 1110-1112.

13. Яковлев, A.B. Исследование рельефа, формируемого на поверхности аморфных металлических сплавов при микроиндентировании / A.B. Яковлев, Т.Н. Плужникова, Ю.В. Черемисина, В.А. Федоров, Д.А. Колесников, И.Ю. Гончаров, О.Н. Марадудина // Вестник Тамбовского Университета. Серия: Естественные и технические науки. - 2010. Т. 15. - Вып. 3. - С. 1287-1291.

В других изданиях

14. Яковлев, A.B. Влияние теплового и лазерного воздействия на механические свойства аморфных металлических сплавов / A.B. Яковлев, А.Н. Капустин, В.А.Федоров // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. - 2007. -№ 1. - С. 66-71.

15. Fedorov, V.A. Behavior of amorphous metallic alloys under the action of destabilizing influences V.A. Fedorov, A.V. Jakovlev, A.N. Kapustin, I.V. Vasileva//Proceeding of SPAS.-2007.-V. 11.-P. 1147-1-1147-7.

16. Федоров, В.А. Влияние лазерного воздействия на механические свойства объемных и ленточных аморфных металлических сплавов / В.А. Федоров, A.B. Яковлев, Т.Н. Плужникова, А.Н. Капустин // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. - 2009. - Т. 6. - №2. - С. 87-91.

17. Feodorov, V.A. Behavior of amorphous metallic alloys under the action of destabilizing influences / V.A. Feodorov, A.V. Jakovlev, A.N. Kapustin, I.V. Vasileva // Reviews on Advanced Materials Science. - 2009. - V. 20. - № 2. - P. 179-186.

18. Яковлев, A.B. Оптимизация режимов отжига металлических стекол / A.B. Яковлев, В.А. Федоров, А.П. Храбров, Г.А. Барышев // Сб. материалов XVII Петербургских чтений. - 2007. - Ч. 1. - С.72-73.

19. Капустин, А.Н. Влияние импульсного когерентного излучения на изменение механических свойств аморфных металлических сплавов / А.Н. Капустин, A.B. Яковлев, А.П. Храбров // Материалы IV Международн. школы-конфереиции «Микромеханизмы пластичности, разрушения и сопутств. явлений». Тамбов,2007.-C.I07-111.

20. Федоров, В.А. Охрупчивание металлических стекол на основе кобальта / В.А. Федоров, A.B. Яковлев, А.Н. Капустин, B.C. Прохорский // Сборник тезисов IV Евразийской научно-практической конференции «Прочность неоднородных структур». Москва, 2008. - С. 127.

21. Капустин, А.Н. Деформационное рельефообразование на поверхности металлического стекла / А.Н. Капустин, A.B. Яковлев, В.А. Федоров, М.В. Ранчин // Материалы XLVII Международн. конф. «Актуальные проблемы прочности». Нижний Новгород, 2008. - 4.1. - С. 58-60.

22. Федоров, В.А. Влияние лазерного излучения и нагрева на изменение механических свойств металлических стекол / В.А. Федоров, A.M. Капустин, A.B. Яковлев II Сб. трудов международной научной конференции «Перспективные материалы и технологии». Беларусь, 2008. - С. 75-88.

23. Федоров, В.А. Морфологические особенности зон воздействия лазерного излучения на поверхность объемных аморфных металлических сплавов / В.А. Федоров, A.B. Яковлев, И.В. Чернова // Сборник тезисов XVII Международной конференции «Физика прочности и пластичности материалов» 23-25 июня. Самара, 2009. - С. 59-60.

24. Плужникова, Т.Н. Влияние наводороживания на механические свойства аморфных металлических сплавов на основе кобальта / Т.Н. Плужникова, A.B. Яковлев, В.А. Федоров, И.В. Чернова // Сб. мат. Третьей Международ, конф. «Деформация и разрушение материалов» DFMN-09, Москва, 12-15 октября 2009. - М: Наука, 2009. - С. 381-382.

25. Федоров, В.А. Влияние водородсодержащей среды на механические свойства аморфных металлических сплавов / В.А. Федоров, Т.Н. Плужникова, A.B. Яковлев, И.В. Чернова // Сборник материалов «Бернштейновских чтений по термомеханической обработке металлических сплавов», 27-29 октября, Москва, 2009. - С. 78.

Отпечатано в издательстве «Нобелистика» МИНЦ

Лицензия ЛР № 070797 от 16.12.97. Изд. заказ № 123, тип. заказ. 331, тираж 100 экз. Объем 1,0 усл. печ. л. Подписанов печать 01.10.2010. Россия 392680 г. Тамбов, ул. Монтажников 3, т. 56-40-24

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Яковлев, Алексей Владимирович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ОБ АМОРФНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВАХ И МЕТОДАХ ИССЛЕДОВАНИЯ ИХ СВОЙСТВ.

1.1. Получение аморфных металлических сплавов.

1.2. Структура аморфных металлических сплавов.

1.3. Классификация аморфных металлических сплавов.

1.4. Свойства аморфных металлических сплавов.

1.5. Методы исследования свойств аморфных металлических сплавов.

1.5.1. Исследование свойств методом изгиба.

1.5.2. Исследование свойств методом микроиндентирования.

1.5.3. Исследование свойств методом одноосного растяжения.

1.5.4. Исследование свойств методом внутреннего трения.

1.5.5. Исследование свойств методом экзоэлектронной эмиссии.

1.5.6. Исследование свойств методом акустической эмиссии.

1.5.7. Другие физические методы исследования свойств аморфных металлических сплавов.

1.6. Изменение свойств аморфных металлических сплавов под действием внешних факторов.

1.6.1. Термическая стабильность аморфных металлических сплавов.

1.6.2. Воздействие лазерного излучения на свойства аморфных металлических сплавов.

1.6.3. Влияние наводороживания на свойства аморфных металлических сплавов.

1.6.4. Действие облучений заряженными и незаряженными частицами на свойства аморфных металлических сплавов.

1.7. Выводы из литературного обзора.

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ АМОРФНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ КОБАЛЬТА, ПОДВЕРЖЕННЫХ ВЛИЯНИЮ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ И ВОДОРОДОСОДЕРЖАЩЕЙ СРЕДЫ.

2.1. Материалы, использованные в эксперименте.

2.2. Методика эксперимента.

2.2.1. Методика отжига.

2.2.2. Схемы экспериментов.

2.3. Исследование пластичности металлического стекла методом на изгиб для двух методик отжига.

2.4. Исследование пластичности металлических стекол методом на изгиб при различных температурах и малых временах отжига.

2.5. Рентгенографические исследования структуры металлических стекол на основе кобальта.

2.6. Исследование кинетики процессов охрупчивания металлического стекла на основе кобальта.

2.7. Исследование влияния концентрации основы на свойства металлических стекол.

2.8. Исследование температурно-зависимых свойств металлических стекол на основе кобальта.

2.9. Исследование действия водородосодержащей среды на механические свойства металлического стекла на основе кобальта.

2.10. Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

ОБЪЕМНЫХ АМОРФНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ ЦИРКОНИЯ И ПАЛЛАДИЯ, ПОДВЕРЖЕННЫХ ЛАЗЕРНОМУ ВОЗДЕЙСТВИЮ.

3.1. Материалы и методика эксперимента.

3.1.1. Материалы, использованные в эксперименте.

3.2.2. Методика эксперимента.

3.2. Исследование механических свойств объемных аморфных металлических сплавов на основе циркония и палладия, подверженных влиянию лазерного излучения.

3.3. Исследование механических свойств объемных аморфных металлических сплавов на основе циркония и палладия, подверженных влиянию лазерного излучения методом наноиндентирования.

3.4. Исследование морфологии поверхности объемных аморфных металлических сплавов на основе циркония и палладия, подверженных влиянию лазерного излучения в зависимости от формы и количества импульсов.

3.5. Исследование температурно-зависимых свойств объемных аморфных металлических сплавов на основе циркония и палладия.

3.6. Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ

ДЕФОРМАЦИОННОГО РЕЛЬЕФА НА ПОВЕРХНОСТИ

АМОРФНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ.

4.1. Материалы и методика эксперимента.

4.2. Формирование рельефа на поверхности ленточных аморфных металлических сплавов при микроиндентировании.

4.3. Формирование рельефа на поверхности аморфных металлических сплавов при испытании на разрыв.

4.4. Статистические закономерности разрушения металлического стекла в условиях локального нагружения.

4.5. Выводы по 4 главе.

Введение диссертация по физике, на тему "Закономерности изменения свойств аморфных металлических сплавов на основе Co, Pd, Zr в условиях изохронного отжига и локального лазерного воздействия"

Актуальность, темы.

Среди перспективных материалов нового поколения аморфные металлические сплавы или металлические стекла (МС) играют важную роль. МС из-за их уникальных физических свойств давно являются предметом пристальных экспериментальных исследований. В настоящее время известны аморфные состояния для многих металлических систем [1]. Под воздействием различного рода дестабилизирующих факторов (облучение, механические и/или термические воздействия, химическая обработка) в МС осуществляется переход от метастабильного равновесия к новому, более равновесному состоянию, сопровождающийся изменением совокупности свойств МС, в частности, существенным снижением макроскопической пластичности [2]. В связи с этим одной из значимых проблем физики неупорядоченных сред остается проблема термической' стабильности МС и контроля изменений их физических и механических характеристик. Исследование термической стабильности МС, решаемой, как правило, при отжиге, является актуальной задачей физики неупорядоченных сред. При достижении определенной температуры предварительного отжига в пределах устойчивости аморфного состояния некристаллические сплавы становятся хрупкими при комнатной температуре.

В течение последнего десятилетия идут интенсивные исследования нового класса аморфных материалов - так называемых объемных аморфных материалов. Их особенность, состоит в том, что они, во-первых, легко аморфизируются, то есть затвердевают в аморфном состоянии, при малых скоростях охлаждения расплава, а во-вторых, температура стеклования этих сплавов существенно ниже температуры их кристаллизации. Такие материалы можно получать в виде объемных аморфных заготовок. В переохлажденном жидком состоянии они показывают очень низкую вязкость и хорошую деформируемость. В этом смысле объемные аморфные заготовки можно вполне рассматривать в качестве нового типа конструкционных и функциональных материалов. Современное машиностроение предъявляет высокие требования к эксплуатационным характеристикам конструкционных материалов и сплавов с особыми физико-механическими свойствами. Наряду с улучшением свойств созданных ранее материалов ведутся поиски материалов с принципиально новыми, качественно более высокими эксплуатационными показателями. Такими материалами являются металлические стекла [3].

Основные области применения аморфных металлических сплавов в настоящее время связаны с их использованием в качестве магнито-мягких материалов. Наиболее обширной такой областью (по масштабу применения аморфных металлических сплавов в весовом отношении, измеряемом десятками тысяч тонн в год) является силовая электротехника. Проведенные оценки показали, что стоимость электроэнергии, теряемой в силовых трансформаторах промышленной частоты, за счет потерь на перемагничивание сердечника в течение срока службы трансформатора достигает его первоначальной стоимости. Использование магнито-мягких аморфных металлических сплавов в качестве магнитопровода позволяет снизить потери на перемагничивание в 3-4 раза по сравнению со стандартным текстурированным листом при таком же уровне магнитного потока [4].

Применение аморфных металлических сплавов в качестве магнитопроводов электродвигателей позволяет снизить потери в сердечниках более чем на 90%. Эти потери особенно велики в промышленных электродвигателях переменного тока. Применение аморфных металлических сплавов позволяет снизить примерно на порядок потери энергии в балластных сопротивлениях люминесцентных и дуговых ламп. Экономия достигается как при использовании промышленной частоты, так и при высоких частотах. Однако, высокочастотные сопротивления, хотя и обеспечивают повышенный уровень потребительских свойств, являются более дорогими [5].

Высокая индукция насыщения, высокое удельное электросопротивление и высокий коэффициент прямоугольности (который может быть обеспечен путем соответствующей термомагнитной обработки) определяют применение аморфных металлических сплавов в устройствах, использующих явление магнитного насыщения: магнитных усилителях, активных сетевых, фильтрах, феррорезонансных стабилизаторах, магнитных модуляторах.

В настоящее время широкое внимание уделяется исследованию магнитных свойств AMC на основе железа. Такие сплавы обладают низкой коэрцитивной силой и высоким значением константы магнитострикции, благодаря чему находят применение в качестве чувствительных элементов различного рода звуковых и ультразвуковых преобразователей, линий задержки и т. д. Возможность использования AMC на основе железа в этом качестве обусловлена возникновением в них магнитоупругих колебаний под ' действием переменного магнитного поля.

Перспективной областью является использование аморфных металлических -сплавов в качестве магнитных головок звуко- и видеозаписи, а также в магнитных головках периферийных устройств ЭВМ. Для этого обычно используются аморфные металлические сплавы на основе кобальта с высокой индукцией насыщения, высокой проницаемостью (после термомагнитной обработки), нулевой или близкой к нулю магнитострикцией, высокой твердостью и стойкостью к истиранию.

Сочетание высокой механической прочности и высокой чувствительности определяет возможность использования аморфных металлических сплавов в подводной* эхо-локации. В этом случае чувствительность приборов может достигать величины, которая примерно на порядок выше чувствительности пьезокерамики [6].

Применение аморфных металлических сплавов основано не только на их особенных магнитных свойствах. Варьирование химического состава позволяет получить положительную, отрицательную или нулевую величину температурного коэффициента электросопротивления.

Аморфные сплавы с нулевым значением коэффициента можно использовать для создания прецизионных резисторов. Сочетание высокого удельного электросопротивления и большого температурного коэффициента электросопротивления создает предпосылки для изготовления низкотемпературных термометров.

Качественные отличия структуры аморфных металлических сплавов от структуры кристаллов определяют особенности их взаимодействия с химически агрессивными средами [3]. Ряд аморфных металлических сплавов на основе Бе, Со с добавками Сг характеризуется высокой коррозионной стойкостью во влажном воздухе, морской воде, кислотах, растворах солей и т.д. Такие аморфные материалы проявляют устойчивость ко всем видам коррозии - общей, местной, точечной, коррозии под напряжением.

Более подробно применение АМС описано в работах [7-9].

Цель и задачи исследований.

Цель работы: исследование изменения свойств ленточных аморфных металлических сплавов на основе Со в условиях изохронного отжига и объемных аморфных металлических сплавов на основе Рё и Ъс при локальном лазерном воздействии.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

2. Установить закономерности изменения характеристики пластичности для ленточных аморфных металлических сплавов на- основе Со, подвергнутых изохронным отжигам при различных температурах.

Научная новизна работы: 1. Предложены методика и установка изохронного отжига ленточных аморфных металлических сплавов в стабилизирующих пластинах, позволяющие оптимизировать режимы отжига и повысить достоверность получаемых результатов, в сравнении с отжигом на керамической подложке.

3. Установлено снижение характеристики пластичности ленточных аморфных металлических сплавов при наводороживании и предложен механизм ее возврата к более высоким значениям при температурах отжига выше температур начала кристаллизации, базирующийся на изменении свободного объема.

4. Впервые определены кинетические характеристики формирования деформационного рельефа при индентировании ленточных аморфных металлических сплавов. Определена скорость роста деформационной полосы, составляющая 0,2 мм/с и предложен механизм ее формирования.

6. Установлены основные закономерности изменения свойств объемных аморфных металлических сплавов на основе Рс1 и Ъх в зонах воздействия импульсного лазерного излучения.

Основные положения, выносимые на защиту:

5. Закономерности изменения свойств и структуры объемных аморфных металлических сплавов на основе Рс1 и Ъх в зонах воздействия лазерного излучения.

Практическая значимость работы.

Разработанные методы позволяют определять температурно-временные интервалы воздействия на промышленные сплавы МС, допустимые концентрации наводороживающих сред и т.д., что может позволить избежать негативных последствий при эксплуатации сплавов, а в ряде случаев привести к улучшению свойств изделий из аморфных металлических сплавов.

Апробация работы. Основные результаты работы были представлены и обсуждались на следующих научных конференциях и семинарах: 5-й

Международной научно-технической: конференции . «Материалы и; технологии ХХГ века» (Пенза, 2007); Петербургских чтениях по проблемам прочности (Санкт-Петербург, 2007, 2008, 2010); IV-ой, V-on Международных школах-конференциях «Микромеханизмы пластичности, разрушения и сопутствующих явлений», MPFP - 2007, 2010 (Тамбов,. 2007, 2010); 2-й, 3-й международных конференциях «Деформация и разрушение материалов и наноматериалов» (Москва, 2007, 2009); IX Российско-китайском симпозиуме (Астрахань, 2007); II Международной конференции NDTCS (Германия, 2007); 46-й, 47-й, 48-й Международных конференциях «Актуальные проблемы прочности» (Витебск, Беларусь, 2007; Нижний Новгород, 2008; Тольятти, 2009); 5-й Международной научной конференции «Современные достижения физики и фундаментальное физическое образование» (Алматы, Казахстан, 2007); VIII Международной научно-технической Уральской школе-семинаре металловедов-молодых ученых (Екатеринбург, 2007); IV-ой- V-ой Евразийских научно-практических конференциях "Прочность неоднородных структур", ПРОСТ 2008, ПРОСТ 2010 (Москва, МИСиС, 2008, 2010); Четырнадцатой, пятнадцатой Всероссийских научных конференциях студентов-физиков и молодых ученых, ВНКСФ-14, 15 (Уфа, 2008; Кемерово-Томск, 2009); XIX Уральской школе металловедов-термистов "Актуальные проблемы физического металловедения сталей и сплавов", посвященной 100-летию со дня; рождения академика В.Д. Садовского (Екатеринбург, 2008); Международной научной конференции «Перспективные материалы, и технологии», посвященной 75-летию со дня рождения академика;В:В1Клубовича (Витебск, Беларусь, 2008); Международном Семинаре МНТ-Х "Структурные основы модифицирования материалов методами нетрадиционных технологий" (Обнинск,. 2009); XVII Международной конференции "Физика прочности и пластичности материалов" (Самара, 2009); Всероссийских конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых по физике (Владивосток, 2009, 2010); Международном симпозиуме "Перспективные материалы, и технологии"

Витебск, Беларусь, 2009); Бернштейновских чтениях по термомеханической обработке металлических материалов, 2009, Москва; Первых Московских чтениях по проблемам прочности материалов, 2009, Москва; V (XXXVII) Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Образование, наука, инновации - вклад молодых исследователей», 2010, Кемерово; на научных конференциях преподавателей и сотрудников ТамбГУ (2006-2010 г.г.).

Публикации. Основное содержание работы изложено в 48 работах, опубликованных в российских и международных научных изданиях. Из них 13 статей опубликовано в журналах из списка рекомендованных ВАК РФ. Список основных работ приведен в конце диссертации.

Личный вклад автора. В работах, написанных в соавторстве, автору принадлежит разработка и апробация новых методов исследования механических характеристик ленточных образцов металлического стекла, создание и отладка экспериментальных установок, проведение экспериментов, обработка полученных данных, а также участие в планировании экспериментов, обсуждении результатов и написании статей.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из обзора литературы, трех глав, общих выводов, содержит 168 страниц текста, включая 65 рисунков, 8 таблиц, списка использованной литературы, содержащего 199 наименований.

Заключение диссертации по теме "Физика конденсированного состояния"

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Предложена методика и изготовлена установка, позволяющие оптимизировать режим отжига ленточных МС в массивных стабилизирующих пластинах, и повысить достоверность, результатов^ при определении- характеристики пластичности. Установлены общие закономерности двухстадийного изменения характеристики пластичности для сплавов с различным содержанием кобальта в зависимости от температуры отжига МС. Показано, что изменением процентного соотношения кобальта, никеля и марганца можно направленно изменять пластичность, температуру начала падения пластичности, температуру кристаллизации МС. Полученные закономерности интерпретированы в рамках энергетической и кристаллической моделей падения пластичности.

4. Предложена методика и изготовлена установка позволяющие установить кинетические- закономерности формирования деформационного рельефа на свободной поверхности ленточных МС, который аналогичен деформационному рельефу на поверхности индентирования. Определены скорости роста полос сдвига, достигающие 0,2 мм/с их морфологические особенности и геометрические параметры. Высказано предположение, что в зонах сдвига за счет механической активации происходит топологическое упорядочение в расположении атомов, переводящее систему из метастабильного в более устойчивое энергетическое состояние.

6. Установлено, что действие лазерного импульсного излучения на поверхность объемных МС сопровождается структурными превращениями, I зависящими от тепловых свойств сплавов. В сплавах на основе циркония развивается направленный, рост кристаллов гексагональной сингонии, зарождающихся на частицах окислов циркония. В сплавах на основе палладия формируется зона в виде «лунного кратера», без участков кристаллизации. Последнее обусловлено высокими значениями вязкости сплава и коэффициента теплопроводности.

7. Методом наноиндентирования показано, что в зоне воздействия лазерного излучения происходит изменение величин нанотвердости и модуля к упругости объемных МС на основе циркония и палладия по сравнению с исходным материалом. В сплаве на основе Ъх значительное уменьшение нанотвердости и модуля Юнга связано со структурным превращением металлическое стекло ГПУ кристалл. В сплаве на основе палладия это уменьшение составляет 10 % и 5 % соответственно и связано с процессами вторичного стеклования, идущими на поверхности.

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Яковлев, Алексей Владимирович, Тамбов

1. Берлев, А.Е. Ползучесть массивного металлического стекла Z^sTisCu 17;9Ni14j6Al,о / А.Е, Берлев, М. Ота, В.А. Хоник // Вестник Тамбовского университета. Серия: естественные и технические науки. — 2003. Т. 8. - Вып. 4. - С. 522-524.

2. Глезер, А.М. Структура и механические свойства аморфных сплавов / А.М. Глезер, Б.В. Молотилов. М.: Металлургия, 1992. - 208 с.

3. Алехин, В.П. Структура и физические закономерности деформации аморфных сплавов / В.П.Алехин, В.А. Хоник. М.: Металлургия, 1992. - 248 с.

4. Быстро закаленные металлы: сб. науч. тр. / под ред. Б. Кантора. М.: Металлургия, 1983. - 470 с.

5. Раскин, Д. Применение аморфных металлов: настоящее и будущее / Раскин Д., Смит X. // Аморфные металлические сплавы: сб. науч. тр. / под редакцией Ф.Е. Люборского. — М.: Металлургия, 1987. Гл. 19. - С. 375397.

6. Гаврилюк, А.А. Влияние размеров образца на скорость распространения магнитоупругих волн в аморфных металлических сплавах / А.А. Гаврилюк, А.Д. Гаврилюк, Н.П. Ковалева // Журнал технической физики. 1999. - Т. 69. - №6. - С. 50-54.

7. Molotilov, B.V. New trends in development of investigations and production of electrical steel / B.V. Molotilov // Steel. 1996. - №2. - P. 57-63.

8. Молотилов Б.В. // Фундаментальные проблемы российской металлургии на пороге XXI века. Т. 1. -М.: Изд. РАЕН, 1998. С. 84-122.

9. Molotilov B.V. Amorphous and nanocrystalline alloys: prospects and problems / B.V. Molotilov // Steel. 2001. - №1. - P. 79-83.

10. Павлов, П.В. Физика твердого тела: учеб. пособие для студентов, обуч. по спец. «Физика» / П.В.Павлов, А.Ф. Хохлов. М.: Высш. шк., 1985. - 384 с.

11. Kimura, H. Structural relaxation and embrittlement of amorphous

12. Fe4oNi4oPi4B6 / H. Kimura, D. G. Ast // Proceeding of 4-th International Conference on Rapidly Quenched Metals. Japan Institute of Metals Sendai. — 1981,— V. 1. —P. 475-478.

13. Кобелев, Н.П. Нелинейные упругие характеристики объемных металлических стекол Z^sTisCui^NiueAlio и Pd40Cu30Nii0P20 / Н.П: Кобелев, E.JI. Колыванов, В.А. Хоник // Физика твердого тела. —2005. Т. 47. - №3. — С. 395-399.

14. Блейкмор, Дж. Физика твердого тела / Дж. Блейкмор. М: Наука, 1988. -608 с.

15. Jonson, W.L. Bulk glass-forming metallic alloys: science and technology / W.L. Jonson // Materials research society bulletin, 1999. V. 24. - № 10. - P. 4256

16. Inoue, A. Bulk amorphous alloys. Practical characteristics and application / A. Inoue // Switzerland: Materials Science Foundation, Transtech. 1999. - 234 p.

17. Золотухин, И.В. Аморфные металлические сплавы / И.В. Золотухин, Ю.Е. Калинин // Успехи физических наук. 1990. - Т. 160. - Вып. 9. - С. 75110.

18. Белащенко, Д.К. Компьютерное моделирование жидкостей и аморфных веществ / Д.К. Белащенко. М.: МИСиС, 2005. - 408 с.

19. Gaskel, Р.Н. A new structural model for transition metal-metalloid glasses / P.H. Gaskel // Nature. 1978. - V. 276. - № 5687. - P. 484-485.

20. Gaskell, P.H. A new structural model for amorphous transition metal silicides, borides, phosphides and carbides / P.H. Gaskell // J. Non-Cryst. Solids. 1979. -V.32.-P. 207-224.

21. Модель "теплового разгона дефектного кристалла" в проблеме атомной структуры и диффузии в аморфных металлах / Журавлев В.А., Борисов В.Т., Сысоев Г.И. и др. // Структура и свойства аморфных сплавов. Устинов, 1985. -Вып.7. - С.3-13.

22. Лихачев, В.А. Диспланации в стеклах / В.А. Лихачев, А.И. Михайлин // Физика и химия стекла. 1988. -Т. 14.-С. 161-165.

23. Koizumi, H. A Dislocation Model of Amorphous Metals / H. Koizumi, T. Ninomiya // J. Phys. Soc. Japan. 1980. - V. 49. - №3. - P. 1022-1029.

24. Briant, C.L. Icosahedral microclusters a possible structural unit in amorphous metals / Briant C.L., Burton J.J. // Phys. Stat. Sol. Ser. B. 1978. - V. 85. -Is. 1. — P. 393-402.

25. Wang R. Short-range structure for amorphous intertransition metal alloys / R. Wang // Nature. 1979. - V. 278. - №. 5706. - P. 700-704.

26. Фельц, А. Аморфные и стеклообразные неорганические твердые тела /

27. A. Фельц. М.: Мир, 1986. - 558 с.

28. Steinhardt, P.J. Quasicrystals / P.J. Steinhardt // Am. Sci. 1986. - V. 74. -P.586-597.

29. Гратиа, Д. Квазикристаллы / Д. Гратиа // УФН. 1988. - Т. 156. - Вып. 2. -С. 347-364.

30. Bernal, J.D. Geometry of the Structure of Monatomic Liquids / J.D. Bernal // Nature. 1960. - V. 185. - № 4706. - P. 68-70.

31. Finney, J.L. Modeling the structures of amorphous metals and alloys / J.L. Finney // Nature. 1977. - V. 266. - №. 5600. - P. 309-314.

32. Zachariasen, W.H. The atomic arrangement in glass W.H. Zachariasen // J. Am. Chem. Soc. 1932. - V. 54. - Is. 10. - P. 3841-3851.

33. Лихачев, B.A. Принципы организации аморфных структур / В.А. Лихачев, В.Е. Шудегов. СПб.: Изд-во Санкт-Петербургского университета, 1999.-228 с.

34. Spaepen, F. Metallic glasses / F. Spaepen, D. Turnbul // Ann. Rev. Phys. Chem. 1984. - V. 35. -N. 2. - P. 241-263.

35. Бетехтин, В.И. Пористость и механические свойства твердых тел / В.И. Бетехтин // Вестник Тамбовского государственного университета. Серия: естественные и технические науки. 1998. - Т. 3. - Вып. 3. - С. 209-210.

36. Бетехтин, В.И. Пористость и механические свойства аморфных сплавов /

37. B.И. Бетехтин, А.Г. Кадомцев, О.В. Амосова // Известия АН, Серия Физическая. 2003. - Т. 67. - Вып. 6. - С. 818-822.

38. Бетехтин, В.И. Врожденная субмикропористость и кристаллизация аморфных сплавов / В.И. Бетехтин, А.Г. Кадомцев, О.В. Толочко // ФТТ. -2001.-Т. 43.-Вып. 10.- 1815-1820.

39. Даринский, Б.М. Дефекты структуры в аморфных материалах / Б.М. Даринский, Ю.Е. Калинин, Д.С. Сайко // Научный сборник: «Структура, структурные превращения и магнитные свойства аморфных металлических сплавов». М.: Металлургия, 1986. - С. 48-51.

40. Spaepen F. Defects in amorphous metals / F. Spaepen // Les Houches Lectures XXXV on Physics of Defects, Amsterdam: North Holland Press, 1981. -1981.-P. 133-174.

41. Белащенко Д.К. К теории самодиффузии в аморфных металлах / Д. К. Белащенко // ФММ. 1982. - Т. 53. - №6 - С. 1076-1084.

42. Egami Т. Structural defects in amorphous solids: a computer simulation study / T. Egami, K. Maeda, V. Vitek // Phil. Mag. Ser. A. 1980. - V. 41. - P. 883-901.

43. Egami, T. Local structural fluctuations and defects in metallic glasses / T. Egami, V. Vitek // J. Non-Cryst. Sol. 1984. - V. 61/62. - P. 499-510.

44. Popesku, M. Defect formation in amorphous structures as revealed by computer simulation / M. Popesku // Thin Solid Films. 1984. - V. 121. - N. 2. -P. 317-347.

45. Овидько, И.А. Дефекты в конденсированных средах: стеклах,кристаллах, квазикристаллах, жидких кристаллах, магнетиках, сверхтекучих жидкостях / И.А. Овидько. Л.: Знание, 1991. - 247 с.

46. Romanov, А.Е. Disclinations in crystalline Solids. / A.E. Romanov, V.I. Vladimirov // Dislocations in solids. Ed. E.R.N. Nabarro. Amsterdam, North-Holland: 1992.-Vol. 9.-P. 191-402.

47. Владимиров, В.И. Дисклинации в кристаллах / В.И. Владимиров, А.Е. Романов. Л.: Наука, 1986. - 224 с.

48. Morris, R.C. Disclamation-dislocation model of metallic glass structures / R.C.Morris // J. Apple. Phys. 1979. - Vol. 50. - № 5. - P. 3250-3257.

49. Riviera, N. Disclination lines in glasses / N. Riviera // Phil. Mag. A. 1979. -Vol. 40.-N6.-P. 859-868.

50. Sadoc, J.F. Use of regular polytopes for the mathematical description of the order in amorphous structures / J.F. Sadoc // J. Non-Cryst. Sol. 1981. - Vol. 44. — № l.-P. 1-16.

51. Nelson, D.R. Order, frustration and defects in liquids and glasses, / Nelson D.R. // Phys. Rev. B. 1983. - Vol. 28. - N 10. - P. 5515-5535.

52. Sadoc, J.F. Modeling of the structure of glasses / J.F. Sadoc, R. Mosseri // J. Non-Cryst. Sol. 1984. - Vol. 61-62. - Part I. - P. 487-498.

53. Riviera, N. Continuous random network from graphs to glasses / N. Riviera // Adv. Phys. 1987. - Vol. 36. -№ l.-P. 95-134.

54. Глезер, A. M. Механическое поведение аморфных сплавов / A. M. Глезер И. Е. Пермякова, В. Е. Громов, В. В. Коваленко. Новокузнецк: Издательство СибГИУ, 2006. - 416с.

55. Гуткин, М.Ю. Дефекты и механизмы пластичности в наноструктурных и некристаллических материалах / М.Ю: Гуткин, И.А. Овидько; Рос. акад. наук, Ин-т проблем машиноведения. Спб.: Янус, 2001. - 180 с.

56. Inoue, A. Stabilization of metallic supercooled' liquid and bulk amorphous alloys / A. Inoue // Acta Mater. 2000. - V. 48. - P. 279-306.

57. Johnson, W.L. Bulk Glass-Forming Metallic Alloys: Science and Technology / W.L. Johnson. MRS Bulletin. - 1999. - V. 24. - P. 42-56.

58. Berlev, A.E. Nonisotermal creep of Z^sTisCun^Nin^Alio metallic glass / A.E. Berlev, O.P. Bobrov, K. Csach, V.L. Kaverin, V.A. Khonik, K. Kitagawa, J. Miskuf, A. Yurikova // J. Appl. Phys. 2002. - V. 92. - P. 5898-5903.

59. Inoue, A. Bulk amorphous FC20 (Fe-C-Si) alloys with small amounts of В and their crystallized structure and mechanical properties / A. Inoue, X.M. Wang // Acta Mater. 2000. V. 48. - Is. 6. - P. 1383-1395.

60. Манохин, А.И. Аморфные сплавы / А.И. Манохин, Б.С. Митин, В.А. Васильев, А.В. Ревякин. —М.: Металлургия, 1984. — 160 с.

61. Matsumoto, Т. Recent progress in amorphous metallic materials in Japan / Matsumoto T. // Materials science & engineering. A. Structural materials: properties, microstructure and processing. 1994. - V. 179-180. - Part 1. - P. 816.

62. Новые материалы / колл. авторов / под научной редакцией Ю.С. Карабасова. М.: «МИСИС», 2002. - 736 с.

63. Глезер, A.M. Исследование механизмов деформируемости прецизионных сплавов в аморфном и квазиаморфном состояниях. Отчет ЦНИИЧМ по теме 33-80/ A.M. Глезер. — М.:, 1981. — 40с.

64. Зайченко, С.Г. Методика определения механических характеристик аморфных лент при испытании на изгиб / С.Г. Зайченко, В.Т. Борисов, В.В. Минин // Заводская лаборатория. — 1989. — Т. 55. — №5. — С. 76-79.

65. Зайченко, С.Г. Влияние поверхностной кристаллизации на напряженное состояние в. лентах аморфных металлических сплавов на основе железа / С.Г. Зайченко, В.М. Качалов // Поверхность. Физика, химия, механика. 1994. -№3. - С. 119-126

66. Григорович, В.К. Твердость и микротвердость металлов / В.К.

67. Григорович. — M.: Наука, 1976. 230 с.

68. Шутин, A.M. Особенности измерения микротвердости тонких ленточных образцов из аморфных сплавов / A.M. Шутин, JI.A. Королев // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. — 1988.—Т. 54.— №8.— С. 81-83.

69. Судзуки, К. Аморфные металлы / К. Судзуки, X. Фудзимори, К. Хасимото / под ред. Ц. Масумото. М.: Металлургия, 1987. - 328 с.

70. Булычев, С.И. Исследование физико-механических свойств металлических стекол методом непрерывного вдавливания индентора / С.И. Булычев, В.П. Алехин // Физика и химия обработки материалов. — 1981. — №2.—С. 110-114.

71. Верещагин, М.Н. Исследование методом локального деформирования особенностей пластической деформации аморфного сплава Fe-Cr-Mo-V-B-Si / М.Н. Верещагин, В.Г. Шепелевич, О.М. Остриков, С.Н. Цыбранкова // Кристаллография. — 2002. т. 47. — № 4 — С. 691-696.

72. Аморфные металлические сплавы: сб. науч. тр. / под редакцией Ф.Е. Люборского. —М.: Металлургия, 1987. — 584 с.

73. Петров, А.Л. Структура и свойства неупорядоченных твердых тел: учеб. пособие / А.Л. Петров,- A.A. Гаврилюк, С.М. Зубрицкий. — Иркутск: Иркутский гос. ун-т, 2004. — 70 с.

74. Маделунг, О. Физика твердого тела. Локализованные состояния. / О. Маделунг. — М.: Наука, 1985. — 184 с.

75. Дзюба, Г.А. Структурная релаксация и релаксация напряжений в металлических стеклах / Г.А. Дзюба, И.В. Золотухин; А.Т. Косилов, В.А. Хоник // ФТТ. 1991. - Т. 33. - № 11. - С. 3393-3399:

76. Бобров, О.П. Низкочастотное внутреннее трение, обусловленное структурной релаксацией металлического стекла / О.П. Бобров, А.Т. Косилов, В.А. Хоник // ФТТ. 1996. - Т. 38. - № 10. - С. 3059-3065.

77. Кобелев, Н.П. Внутреннее трение и изменение модуля Юнга в сплаве Mg-Ni-Y, обусловленное переходом из аморфного в нанокристаллическое состояние / Н.П. Кобелев, Я.М. Сойфер, И.Г. Бродова, А.Н. Манухин // ФТТ. 1999. - Т. 41. - Вып. 4. - С. 561-566.

78. Спивак, Л.В. О природе низкотемпературных аномалий неупругих свойств металлических стекол / Л.В. Спивак, В.А. Хоник // ЖТФ. 1997. - Т. 67.-№ 10.-С. 35-46.

79. Фурсова, Е.В. Измерения инфранизкочастотного внутреннего трения в металлическом стекле / Е.В. Фурсова, В.А. Хоник // Изв. РАН. Сер. Физическая. 1998. - Т. 62. - №7. - С. 1288-1295

80. Новик, А. Релаксационные явления в кристаллах / А. Новик, Б.С. Бери. М.: Атомиздат, 1975.-471 с.

81. Ландау, Л.Д. Теория упругости / Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. М.: Наука, 1987.-196 с.

82. Khonik, V.A. Inelastic torsion and strain recovery of metallic glasses / V.A. Khonik, A.T. Kosilov, V.A. Kuzmitschev, G.A. Dzuba // Acta Metall. Mater. -1992.-V. 40.-№. 6.-P. 1387-1393.

83. Кустов, С.Б. Неупругая деформация и амплитудо-зависимое внутреннее трение в кристаллах LiF и NaCl при' низких частотах нагружения / С.Б. Кустов, С.Н. Голяндин, Б.К. Кардашев // ФТТ. 1988. - Т. 30. - № 7. - С. 2167-2175.

84. Работнов, Ю.Н. Механика деформируемого твердого тела /Ю.Н. Работнов. М.: Наука, 1979. - 314 с.

85. Косилов, А.Т. Пластическое кручение и возврат формы металлических стекол / А.Т. Косилов А.Т., В.А. Кузьмищев, В.А. Хоник // ФТТ. 1992. - Т. 34.-№12.-С. 3682-3690.

86. Кобелев, Н.П. Температурные зависимости низкочастотного внутреннего трения и модуля сдвига в объемном аморфном сплаве / Н.П. Кобелев, Е.Л. Колыванов, В.А. Хоник // ФТТ. 2003. - Т. 45. - Вып. 12. - С. 2124-2130.

87. Кобелев, Н.П. Временные и амплитудные зависимости затухания и модуля сдвига при необратимой структурной релаксации объемного металлического стекла гг-Си-№-А1-Т1 / Н.П. Кобелев, Е.Л. Колыванов, В.А. Хоник // ФТТ. 2005. - Т. 47. - Вып 3. - С. 400-403.

88. Кобелев, Н.П. Исследование необратимой структурной релаксации в объемном металлическом стекле Рс1-Си-№-Р / Н.П. Кобелев, Е.Л. Колыванов, В.А. Хоник // ФТТ. 2006. - Т. 48 - Вып. 3. - С. 389-395.

89. Стерхова, И.В. О вязкости объемно-аморфизуемого расплава №б4)4ре2Сг4>9Мп2В16>2Со>5818 / И.В. Стерхова, Л.В. Камаева, В.И. Ладьянов, Н.В. Куракова, В.В. Молоканов // Вестник Удмуртского университета. Физика. 2007. - №4. - С. 77-82.

90. Черепин, В.Г. Исследование поверхности твердого тела методом экзоэлектронной эмиссии / В.Г. Черепин, М.А. Васильев. Киев: Наукова думка, 1976. - 64 с.

91. Кобозев, Н.И. Экзоэлектронная эмиссия / Н.И. Кобозев. — М.: Ин. лит-ра, 1962.-300 с.

92. Сагалович, Г.А. Экзоэлектронная спектроскопия дефектов твердого тела / Г.А. Сагалович, В.П. Мелехин. Рига: НТО, 1981. - 80 с.

93. Векслер, A.C. Особенности экзоэлектронной эмиссии в аморфных металлических сплавах / A.C. Векслер, A.A. Гаврилюк, И.Л. Морозов, A.JI. Семенов // ФТТ. 2001. - Т. 43. - Вып. 12. - С. 2113-2116.

94. Поллок, А. Акустико-эмиссионный контроль: авторская перепечатка из книги / А. Поллок // Металлы (Metals Handbook), 9-е издание, ASM International. 1989. Т. 17. - С. 278-294.

95. Грешников, В.А. Акустическая эмиссия: Применение для испытаний материалов и изделий / В.А. Грешников, Ю.Б. Дробот. М.: Издательство стандартов, 1976. - 272 с.

96. Семашко, H.A. Акустическая эмиссия в экспериментальном материаловедении / H.A. Семашко. М.: Изд-во «Машиностроение», 2002. -240 с.

97. Виноградов, А.Ю. Акустическая эмиссия при гетерогенном и гомогенном пластическом течении металлического стекла / А.Ю. Виноградов, В.А. Михайлов, В.А. Хоник // ФТТ. 1997. - Т. 39. - №5. - С. 885-888.

98. Бакай, A.C. О природе эффекта Кайзера в металлических стеклах / A.C. Бакай, С.А. Бакай, И.М. Михайловский, И.М. Неклюдов, П.И. Стоев, М.П. Махт // Письма в ЖЭТФ. Т. 76. - Вып. 4. - С. 254-257.

99. Абросимова, Г.Е. Влияние температурной обработки на скорость звука и упругие модули в объемном металлическом стекле Zr-Cu-Ni-Al-Ti / Г.Е. Абросимова, Н.П. Кобелев, E.JI. Колыванов, В.А. Хоник // ФТТ. 2004. - Т. 46.-Вып. 10.-С. 1797-1800.

100. Абросимова, Г.Е. Изменение упругих характеристик объемного Zr-Cu-Ni-Al-Ti при термической обработке / Г.Е. Абросимова, Н.П. Кобелев, E.JI. Колыванов, В.А. Хоник, В.М. Левин, Ю.С. Петронюк // ФТТ. 2006. - Т. 48 Вып. 11.-С. 1970-1973.

101. Ван-Флек, Л. Теоретическое и прикладное материаловедение / Л. Ван-Флек; пер. с англ. O.A. Алексеева. — М.: Атомиздат, 1975. — 472 с.

102. Покатилов, B.C. Исследование аморфных и быстро закаленных

103. Бетехтин, В.И. Влияние отжига на избыточный свободный объем и прочность аморфных сплавов В.И. Бетехтин, E.JI. Елиханданов, AT. Кадомцев, А.Ю. Кипяткова, О.В. Толочко // ФТТ. 2000. - Т. 42. - Вып. 8.1. C. 1420-1424.

104. Глезер, A.M. Трещиностойкость и пластичность аморфных сплавов при микроиндентировании / A.M. Глезер, И.Е. Пермякова, В.А. Федоров. // Известия РАН Серия физическая. 2006. - Т. 70. - №9. - С. 1396-1400.

105. Золотухин, И.В. Физические свойства аморфных металлических материалов / И.В. Золотухин. М.: Металлургия, 1986. - 176 с.

106. Lin, S.P. Suppression of instability in a liquid film flow / S.P. Lin, J.N. Chen,

107. D.R. Woods // Phys. Fluids. 1996. T. 8. - №12. - P. 3247-3252.

108. Лазерные технологии обработки материалов: современные проблемы фундаментальных исследований и прикладных разработок / под ред. В.Я. Панченко. М.: Физматлит, 2009. - 664 с.

109. Металлические стёкла1. Вып. 2: Атомная структура и динамика, электронная структура, магнитные свойства: сб. науч. тр. / под ред. Г. Бека, Г. Гюнтеродта. М.: Мир, 1986. - 454 с.

110. Степанова, Е.А. Влияние лазерной обработки на магнитные свойствааморфного металлического сплава Fe-B-Si-C / Е.А. Степанова, A.C. Смышляева, П.Е. Маркин // ФММ. 1997. - Т.84. - № 2. - С. 54-63.

111. Губенко, С.И. Влияние неметаллических включений на степень однородности упрочненного слоя сталей при лазерной обработке / С.И. Губенко // "Сучасш проблем! металургп". 2007. - №10. - С. 3-15.

112. Бойко, В.И. Модификация металлического материала импульсом мощного пучка частиц / В.И. Бойко, А.Н. Валяев, А.Д. Погребняк // УФН. -1999. Т. 169. - №11.- С. 1243-1272.

113. Вейко, В.П. Взаимодействие лазерного излучения с веществом. Силовая оптика / В.П. Вейко, М.Н. Либенсон, Г.Г. Червяков, Е.Б. Яковлев. / под ред. В.И. Конова. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008. - 312 с.

114. Лясоцкий, И.В. Новые метастабильиые фазы, обнаруженные при кристаллизации аморфных сплавов па основе Fe-B,P / И.В. Лясоцкий, Д.Л. Дьяконов, Н.Б. Дьяконова // ДАН. 1992. - Т. 324. - №4. - С. 794-800.

115. Dyakonova, N.B. Fine structure of Fe-Si-B alloys at the initial stages of crystallization from the amorphous state / N.B. Dyakonova, I.V. Liasotskii, E.N. Vlasova et al. // Adv. Perform. Mater. 1997. - V. 4. - P. 199-207.

116. Власова E.H. Исследование тонкой структуры для аморфных сплавов системы Fe-Si-B на начальных стадиях кристаллизации / E.H. Власова, Н.Б. Дьяконова, И.В. Лясоцкий и др. // ФММ. 1998. - Т. 85. - № 4. - С. 129.

117. Гиржон, В.В. Особенности кристаллизации аморфных металлических сплавов системы Fe-Si-B под влиянием импульсных лазерных нагревов /В.В. Гиржон, A.B. Смоляков, Т.С. Ястребова, Л.М. Шейко // ФММ. 2002. - Т. 93. -№1. - С.64-69.

118. Дьяконова, Н.Б. Кубические квазикристаллы в сплавах на основе железа / Н.Б. Дьяконова, И.В. Лясоцкий, E.H. Власова, Д.Л. Дьяконов 11 Известия Академии наук. Серия физическая. 2001. - Т. 65. - №10. - С. 1436-1443.

119. Драгошанский, Ю.Н. Доменная структура трехосных ферромагнетиков и ее роль в формировании свойств магнито-мягких сплавов: дис. док. физ.-мат. наук / Ю.Н. Драгошанский.-Екатеринбург, 1996.-381 с.

120. Соколов, Б.К. Структурные барьеры и снижение магнитных потерь в анизотропных электротехнических сталях / Б.К. Соколов, Ю.Н. Драгошанский // ФММ. 1991. -№1. - С. 92-102.

121. Cha, S.Y. Study of pinning condiyions, magnetic domain structure and magnetic properties of laser-scribed 3% Si-steels / S.Y. Cha, C.G. Kim, S.K. Chang // J. of Magn. and Magn. Mater. 2002. -V. 242-245. - P. 205-207.

122. Sato, T. Effect of laser irradiation on the 50 Hz core loss of thick amorphous alloy ribbon / T. Sato, I. Yarnada, T. Ozava / Steeb S., Warlimont H. (eds.), Elsevier Science Publishers B.V. // Rapidly quenched metals. 1985. -P. 1643-1646.

123. Драгошанский, Ю.Н. Влияние локальной лазерной обработки на магнитные потери в аморфных электротехнических сплавах / Ю.Н. Драгошанский, Б.К. Соколов, В.В. Губернаторов и др. // ФММ. — 1993. Т.75. — Вып. 1. — С. 64-70.

124. Kollar, P. Magnetic properties of FENEMET with eximer laser treated surface layers / P. Kollar, D. Ramin, A. Zelenakova et al. // J. of Magn. and Magn. Mater. 1999. -V. 202. -P. 301-304.

125. Соколов, Б.К. Структурные аспекты лазерной технологии снижения магнитных потерь в анизотропной электротехнической стали / Б.К. Соколов, В.В. Губернаторов, Ю.Н. Драгошанский и др. // Первый сб. трудов ассоциации УТАН.-М., 1990. -С. 90-100.

126. Flores, К.М. Flow and Fracture of bulk metallic glass and their composites / K.M. Flores, D. Suh, R. Howell, P. Asoka-Kumar, P.A. Sterne, R.H. Dauskardt // Mater. Transact. ЛМ. 2001. - V. 42. -№ 4. - P. 619-622.

127. Amiya, K. Thermal stability and mechanical properties of Mg-Y-Cu-M (M = Ag, Pd) bulk amorphous alloys / K. Amiya, A. Inoue // Mater. Transact. ЛМ. -2000. -V. 41. -№ 11.-P. 1460-1462.

128. Kakiuchi, H. Application of Zr-based bulk glassy alloys to golf clubs / H. Kakiuchi, A. Inoue, M. Onuki, Y. Takano, T. Yamaguchi // Mater. Transact. ЛМ.- 2001. V. 42. - № 4. - P. 678-681

129. Vaillant, M.L. Changes in the mechanical properties of a Zr55Cu3oAlioNi5 bulk metallic glass due to heat treatments below 540°C / M.L. Vaillant, V. Keryvin, T. Rouxel, Y. Kawamura // Scr. Mater. 2002. - V. 47. - P. 19-23.

130. Спивак, Л.В. Синергетические эффекты деформационного отклика в термодинамически открытых системах металл-водород / Л.В. Спивак // УФН.- 2008. Т. 178. - №9. - С.897-922.

131. Скрябина, Н.Е. Эффект Баркгаузена при взаимодействии водородас аморфным сплавом 2НСР / Н.Е. Скрябина, JT.B. Спивак, А.С. Кинев, Б.Н. Барский, В.П. Вылежнев, Т.Ю. Савельева // Письма в ЖТФ. 2000. - Т. 26. -Вып. 21.-С. 26-30.

132. Спивак JI.B., Кинев А.С. // Вестник Пермского университета-. Сер. Физика. 2000. - Вып. 6. - С. 9-12.

133. Скрябина Н.Е., Спивак Л.В., Кинев А.С., Пименова Н.В. // Материаловедение. 2001. - № 6. - С. 29-32.

134. Бречко, Т.М. Доменная структура и эффект Баркгаузена в аморфном сплаве Fe78Bi2Si9Nii / Т.М. Бречко, Скрябина Н.Е., Спивак Л.В., М.Я. Брамович // Письма в ЖТФ. 2004. - Т. 30. - Вып. 9. - С. 68-72.

135. Спивак, Л.В. О природе низкотемпературных аномалий неупругих свойств металлических стекол / Л.В. Спивак, В.А. Хоник // ЖТФ. 1997. - Т. 67.-№10.-С. 35-46.

136. ICramer, Е.А. The effects of neutron irradiation a superconducting metallic glass /Е.А. Kramer, W.L. Johnson, C. Cline // Appl. Phys. Lett. 1979. - V. 35. -Is. 10.-P. 815-818.

137. Kayano, H. Neutron irradiation effects in amorphous Pd-Si alloy / H. Kayano, T. Mausumoto, S Tomizava, S. Yajima // Sci. Rep. RITU. 1977. - V. A26. - P. 420.

138. Cline, C.F. The changes of mechanical properties of amorphous Fe^Ni^PuBe induced by neutron irradiation / C.F. Cline, R.W. Hopper, W.L. Johnson // Rapidly Quenched Metals. 1982. - V. 1. - P. 775-780.

139. Gerling, R. Severe radiation damage by heavy ions in glassy Pd8oSi2o / R. Gerling, F.P. Schumacher, R. Wagner // Acta Metall. 1982. - V. 30. - P. 14931502.

140. Пархоменко, В.Д. Ближний атомный порядок в облученной быстрыми нейтронами аморфной ленте Tio.sNio^Cuo 25 / В.Д. Пархоменко, С.Ф. Дубинин, С.Г. Теплоухов // ФММ. 2003. - Т. 95. - № 1. - С. 52-54.

141. Doi, М. In situ HVEM studies on the effects of electron-irradiation on the thermal stability of Ni-based amoiphous alloys / M. Doi, T. Imura // J. Mat. Sci.1980.-V. 15. -№11. -P. 2867-2874.

142. A. Ali, W.A. Grant, P.Y. Grundy, Phil. Mag., 37B (1978) 353.

143. T. Imura, Suppl. Sci. Rep. R1TU, All, (1978), 854.

144. S. Nait, Scr. Met., 16, (1982), 125.

145. A. Hillairet, J. de Physic, (1980) 778.

146. S. Nandedkar, Scr. Met., 15 (1981) 1171.

147. A. Klaunmuzer, Phys. Lett., 87A (1982) 314.

148. С. Лариков, ДАН УССР, 9 (1981) 79.

149. Голубок Д.С. Структурные изменения в аморфном сплаве Feyyîs^SiuBv после облучения нейтронами // Тезисы докладов XIV Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов 2007» МГУ, Москва, Россия. С. 55-57

150. Шалаев, A.M. Изменение ближнего порядка в аморфном сплаве Cog3.5Fe5 5Sis 5В2 5 облученном гамма-квантами высокой энергии / A.M. Шалаев, В.В. Полотнюк, М.П. Круликовская и др. // Металлофизика . -1984.-Т. 6.-№4.-С. 80-83.

151. Gutzmann, A. Ion-beam-induced surface instability of glassy Fe40Ni40B20 / A. Gutzmann, S. Klaumunzer, P. Meier//Phys. Rev. Lett. 1995. -V. 74. -№ 12. -P. 2256-2259.

152. Gutzmann, A. Shape instability of amorphous materials during high-energy ion bombardment / A. Gutzmann, S. Klaumunzer // Nucl. Instr. And Meth. In Phys. Res. В.-1997.-V. 127/128.-P. 12-17.

153. Kuch, H. Magneto-optical study of flux-line pinning in semiconductors with linear defects / H. Kuch, S. Klaumunzer // Nucl. Instr. And Meth. In Phys. Res. B. 1998. -V. 146. -№ 1-4. -P. 565-571.

154. Klaumiinzer, S. Radiation compaction of porous Vycor glass / S. Klaumiinzer // Nucl. Instr. And Meth. In Phys. Res. B. 2000. - V. 166-167. - P. 459-464.

155. Toulemonde, M. Out-of plan swelling of gadolinium gallium garnet induced by swift heavy ions / M. Toulemonde, A. Meftah, J.M. Constantini, K. Schwartz, С Trautmann // Nucl. Instr. And Meth. In Phys. Res. B. 1998. - V. 146. - P. 426430.

156. Trautmann, C. Track etching in amorphous metallic FegiBn^Sis^^ / C. Trautmann, C. Dufour, E. Paumier, R. Spohr, M. Toulemonde // Nucl. Instr. And Meth. In Phys. Res. B. 1996. V. 107. - P. 397-402.

157. Новиков, И.И. Теория термической обработки металлов / И.И. Новиков. М.: Металлургия, 1978.-392 с.

158. Федоров, В.А. Действие нагрева и лазерного излучения на эволюцию механических свойств металлических стекол / В.А. Федоров, А.Н. Капустин, A.B. Яковлев // Перспективные материалы. 2007. - Т. 2. - С. 333-337.

159. Яковлев, A.B. Влияние теплового и лазерного воздействия на механические свойства аморфных металлических сплавов / A.B. Яковлев, А.Н. Капустин, В.А. Федоров // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2007. - № 1. - С. 66-71.

160. Глезер, A.M. Структурные причины отпускной хрупкости аморфных сплавов типа металл-металлоид / A.M. Глезер, Б.В. Молотилов, О.Л. Утевская // ФММ. 1984. - Т. 58. - Вып. 5. - С. 991-1000.

161. Pampillo, С.А. Annealing embrittlement in an ironnickel-based metallic glasses / C.A. Pampillo, D.E. Polk // J.Mater. Sei. Eng. 1978. - V. 33. - N. 2. -P: 275-280.

162. Fujita, F.E. On the intermediate range ordering in amorphous structure / F.E. Fujita // Proc. Fourth Int. Conf. RQM. (Sendai, Japan). 1981. - V. 1. - P. 301

163. Скаков, Ю.А. Фазовые превращения при нагреве и изотермических выдержках в металлических стеклах / Ю.А. Скаков // Итоги науки и техники. Сер. Металловедение и термическая обработка. — 1987. Т. 21. - С. 53-96.

164. Кёстер, У. Кристаллизация металлических стекол / КёстерУ., Герольд У. // Металлические стекла. Ионная структура, электронный перенос и кристаллизация: сб. науч. тр. / под ред. Г.-И. Гюнтеродта и Г. Бека. -М.: Мир, 1983. С. 325-371.

165. Федоров, В.А. Влияние отжига на кинетику процессов охрупчивания аморфных сплавов / В.А. Федоров, A.B. Яковлев, А.Н. Капустин // Металловедение и термическая обработка металлов. 2008. - № 8 (638). - С. 39-41.

166. Глезер, A.M. Физические критерии прогнозирования вязко-хрупкого перехода в аморфных сплавах / A.M. Глезер, С.Г. Зайченко, В.М. Качалов, Ю.Е. Чичерин, В.Т. Борисов // ФММ. 1995. - Т. 80. - №2. - С. 142-152.

167. Зеленина, JI.H. Практикум по физической химии. Фазовые равновесия. Термический анализ: методическое пособие / JI.H. Зеленина, A.A. Хасин. -Новосибирский государственный университет, 2005. Ч. 2. - 40 с.

168. Берг, Л.Г. Введение в термографию / Л.Г. Берг. М.: Наука, 1969. - 395 с.

169. Скуратов, С.М. Термохимия / С.М. Скуратов, В.П. Колесов, А.Ф. Воробьёв. М.: Изд-во МГУ, 1964. - Ч. 1. - 298 с.

170. Колесов, В.П. Основы термохимии / В.П. Колесов. М.: Изд-во МГУ, 1996.-205 с.

171. Болдырев, В.И. Исследование кинетики кристаллизации' аморфного сплава Fe64Co2iB15 / В.И. Болдырев, Ф.С. Векслер, Н.И. Носкова, Ф.Ф. Гаврилюк, Н.Ф. Вильданова // ФММ. 1999. - Т. 87. - №5. - С. 83-86.

172. Кобелев, Н.П. Высокомодульная метастабильная фаза в сплавах системы Mg-Ni-Y / Н.П. Кобелев, Я.М. Сойфер, Г.Е. Абросимова, И.Г. Бродова, А.Н. Манухин // ФТТ. 2001. - Т. 43.-Вып. 10.-С. 1735-1738.

173. Ковнеристый, Ю.К. Объемно-аморфизующиеся металлические сплавы / Ю.К. Ковнеристый. М.: Наука, 1999. - 80 с.

174. Абросимова, Г. Е. Образование и структура нанокристаллов в массивном металлическом стекле ZrsoTi^CujsNiig / Г. Е. Абросимова, А. С. Аронин, Д. В. Матвеев, В. В. Молоканов // ФТТ. 2004. - Т. 46. - Вып. 12. - С. 2119-2123.

175. Абросимова, Г. Е. Начальные стадии распада аморфной фазы в массивном металлическом стекле Zr-Cu-Ti / Г. Е. Абросимова, А. С. Аронин, А. Ф. Гуров, Ю. В. Кирьянов, В. В. Молоканов // ФТТ. 1999. - Т. 41. - Вып. 7. - С. 1129-1133.

176. Berlev, А. Е. Nonisotermal creep of bulk Zr52.5Ti5Cui7.9Nii4.6Alio metallic glass / A. E. Berlev, OP Bobrov, K. Csach, V. L. Kaverin, V. A. Khonik, K. Kitagawa, J. Miskuf, A. Yurikova. // J. Appl. Phys. 2002. - V. 92. - P. 58985903.1684.-С. 646-649.

177. Головин, Ю.И. Кинетические особенности деформации твердых тел в нано- и микрообъемах / Ю.И. Головин, С.Н. Дуб, В.И. Иволгин, В.В. Коренков, А.И. Тюрин // ФТТ. 2005. - Т. 47. - Вып. 6. - С. 961-973.

178. Головин, Ю.И. Скачкообразная деформация объемного аморфного сплава РсЦоСизоМшРго в процессе наноиндентирования / Ю.И. Головин, В.И. Иволгин, А.И. Тюрин, В.А. Хоник // ФТТ. 2003. - Т. 45. - Вып. 7. - С. 12091212.

179. Носкова, Н.И. Структура, прочность и пластичность нанофазного сплава Fe73)5CuiNb3Sii3,5B9 / Н.И. Носкова, Е.Г. Пономарева, H.A. Перетурина. // ФММ. 1996. - Т. 82. - № 6. - С. 116-121.