научный журнал по физике Физика металлов и металловедение ISSN: 0015-3230

ВОЛКОВА Е.Г., ДМИТРИЕВА Н.В., ЛУКШИНА В.А., ПОТАПОВ А.П., ФИЛИППОВ Б.Н., ШИШКИН Д.А. — 2014 г.

Исследовано влияние величины растягивающих напряжений ( ), прикладываемых в процессе нанокристаллизации при 620°C в течение 20 мин сплава (Fe0.7Co0.3)88Hf2W2Mo2Zr1B4Cu1 с добавками тугоплавких металлов на его магнитные свойства, структуру и термическую стабильность. Установлено, что при нанокристаллизации сплава в присутствии растягивающих напряжений 6–250 МПа в нем наводится продольная магнитная анизотропия с осью легкого намагничивания, ориентированной вдоль длинной стороны ленты. Показано, что термическая стабильность магнитных свойств исследованного сплава определяется термической стабильностью наведенной магнитной анизотропии и зависит от величины растягивающих напряжений, приложенных в процессе нанокристаллизующего отжига (НО). Наилучшую термическую стабильность магнитных свойств демонстрирует сплав, прошедший НО с = 170 МПа. После отжига при 570°C в течение 25 ч его магнитные свойства не меняются.

ВЕРШИНИН А.В., ГАВИКО В.С., ГЕРАСИМОВ Е.Г., КЛЕЙНЕРМАН Н.М., МУШНИКОВ Н.В., ПРОШКИН А.В., СЕРИКОВ В.В. — 2014 г.

Проведено исследование структуры, магнитной восприимчивости, теплоемкости и эффекта Мёссбауэра интерметаллических соединений Ce(Fe1xSix)2 (x 0.075). Для x 0.05 соединения антиферромагнитны при низкой температуре и с увеличением температуры переходят сначала в ферромагнитное, а затем парамагнитное состояние. По данным магнитной восприимчивости определены температуры фазовых переходов и построена магнитная фазовая диаграмма системы. Из измерений удельной теплоемкости рассчитано изменение энтропии при магнитных фазовых переходах, которое составило 7.9 Дж кг-1 К-1 для бинарного CeFe2 и 6.0 Дж кг-1 К-1 для Ce(Fe0.93Si0.07)2. Из анализа мёссбауэровских спектров в парамагнитном состоянии установлено, что атомы кремния статистически замещают железо в решетке.

АНДРЕЕВ А.В., ГОРБУНОВ Д.И., МУШНИКОВ Н.В., РОЗЕНФЕЛЬД Е.В. — 2014 г.

Измерены кривые намагничивания монокристалла DyFe5Al7 вдоль главных кристаллографических направлений в магнитоупорядоченном состоянии. В модели молекулярного поля определены температурные зависимости магнитных моментов подрешеток Dy и Fe и параметр межподрешеточного обменного взаимодействия. При измерениях вдоль оси легкого намагничивания вблизи температуры магнитной компенсации обнаружены скачки намагниченности, величина и критическое поле которых сильно зависят от температуры. Предложена модель намагничивания ферримагнетика с двумя магнитными подрешетками, связанными слабым межподрешеточным обменным взаимодействием. В рамках модели получены аналитические выражения для кривой намагничивания и критического поля спин-переориентационного перехода. Построена магнитная фазовая диаграмма и определены магнитные структуры, реализующиеся в разных полях при различных температурах. Проведено обобщение модели на случай неколлинеарной подрешетки Fe.

ИВАНОВ А.А., НЕВЕРОВ В.Н., ПЕТУХОВ Д.С., ХАРУС Г.И., ЧАРИКОВА Т.Б., ШЕЛУШИНИНА Н.Г. — 2014 г.

Проведены исследования магнитополевых зависимостей продольного и холловского сопротивлений электронно-легированной системы Nd2 - xCexCuO4 + с оптимальным содержанием церия, x = 0.15, и различной степенью нестехиометрического беспорядка в магнитных полях до 9 T (B | | c; J | | ab) в интервале температур T = (0.4–4.2) K. Наблюдаемые аномальные зависимости коэффициента Холла R(B) в сочетании с зависимостями удельного сопротивления интерпретированы на основе модели Друде–Лоренца в нормальном состоянии и модели Бардина–Стефена в смешанном состоянии, модифицированных с учетом сосуществования двух типов носителей с противоположным знаком заряда (электронов и дырок).

АКШЕНЦЕВ Ю.Н., БЛИНОВА Ю.В., ДЕГТЯРЕВ М.В., КИСЛЯК И.Ф., КРИНИЦИНА Т.П., КУЗНЕЦОВА Е.И., РОМАНОВ Е.П., СУДАРЕВА С.В., ТИХОНОВСКИЙ М.А. — 2014 г.

Различными методами обнаружено, что в пределах одной гексагональной решетки MgB2 образуются две фазы, отличающиеся по содержанию Mg и B (в пределах области гомогенности), примесного кислорода, а также по микроструктуре. Области, соответствующие этим двум фазам MgB2, имеют большие размеры 100–500 мкм и, чередуясь, заполняют все пространство образца. Предполагается, что двухфазное состояния MgB2 обусловлено особенностями его механизма образования (в результате синтеза при 800–1000°C), который включает стадию расплавления Mg, растворение в нем твердого бора до состава MgB2 и последующую кристаллизацию соединения MgB2 из расплава с образованием дендритоподобной структуры с соответствующим перераспределением основных компонентов и примесей.

ДМИТРИЕВ С.В., КОРЗНИКОВА Е.А. — 2014 г.

В работе показана эволюция двумерного нанокристаллического агрегата в процессе деформации сдвигом в условиях гидростатического сжатия материала в интервале температур деформации Т =0.5–0.7 Тпл. Показано, что для температур деформации T = 0.6Тпл и ниже характерен рост зерен по механизму взаимного разворота с последующим объединением, в то время как при Т = 0.65 и 0.7 Тпл имеет место рост одного из зерен с преимущественной ориентацией за счет других зерен. Во всех случаях рост степени сдвиговой деформации ведет к исчезновению всех границ зерен в рассматриваемой расчетной ячейке.

БРЮХАНОВ А.А., ВОЛЧОК Н.А., КЛОЗЕ Х., РОДМАН М., СТОЯНОВ П.П., ШАПЕР М. — 2014 г.

Изучали влияние деформации знакопеременным изгибом (ЗИ) различным числом циклов на механические свойства листов сплава AZ31 (Mg, 3% Al, 1% Zn, 0.4% Мn). Установлена количественная связь между характеристиками текстуры и анизотропией механических свойств прокатанных листов сплава после рекристаллизационного отжига при 320°C и деформации ЗИ. Для всех изученных деформаций представление анизотропии предела текучести тензорами второго ранга находится в хорошем соответствии с экспериментальными данными. Анизотропия предела прочности и относительного равномерного удлинения удовлетворительно описывается тензором второго ранга только для деформаций до 3 циклов ЗИ. Анизотропия относительного удлинения описывается тензором второго ранга для деформации 5.5 циклов ЗИ. Для описания анизотропии механических свойств, не поддающихся описанию тензорами второго ранга, возможно применение тензоров четвертого ранга.

БОГДАНОВ В.И., ЛЕОНОВ А.В., ЛОГАЧЕВА А.И., ПОПОВ В.А., ПОРТНОЙ В.К., СТРЕЛЕЦКИЙ А.Н. — 2014 г.

Механохимический синтез (МС) смесей Ni70Al25Mo5 (1), Ni75Al20Mo5 (2), при введении 5 ат. % Mo вместо соответствующего количества Ni или Al, приводит к образованию нанокристаллических (ОКР нм) твердых растворов на основе никеля с сохранением определенного количества непрореагировавшего Mo. Сопоставление экспериментальных значений периодов решетки твердых растворов с расчетными значениями по правилу Вегарда, а также по правилу Бозолло–Ферранте, учитывающему объемные модули упругости элементов, показало усиление взаимодействия атомов, входящих в твердый раствор и образование областей с ближним порядком. Нагрев в калориметре до 720°С МС трехкомпонентных твердых растворов Ni(Al, Mo) формирует упорядоченную -фазу (L12) при Т 450°С. Анализом соотношения относительных интенсивностей сверхструктурных и структурных линий показано, что атомы Mo всегда заполняют позиции в подрешетке Al, независимо от состава исходной смеси. Такое распределение атомов молибдена подтверждено расчетом коэффициентов концентрационного изменения параметров решетки. При введении молибдена в Ni3Al вместо никеля атомы Мо достраивают подрешетку Al. При этом дефицит атомов в никелевой подрешетке компенсируется структурными вакансиями.

БОБЫЛЕВ И.Б., ЗЮЗЕВА Н.А., КРИНИЦИНА Т.П., КУЗНЕЦОВА Е.И., РОМАНОВ Е.П. — 2014 г.

Методами просвечивающей электронной микроскопии и EBSD исследована микроструктура YBa2Cu3O6.8, образующаяся в ходе низкотемпературной обработки во влажной атмосфере, а также после восстановительного отжига при t = 930°C. Показано, что образующиеся после отжига при t =200°C структурные дефекты сохраняются после непродолжительного отжига при t = 930°C и могут служить центрами пиннинга, способствующими улучшению критических характеристик материала. При восстановлении первоначальной структуры имеет место рекристаллизация материала.

РОМАШКА М.Ю., ЯНИЛКИН А.В. — 2014 г.

Предложен способ моделирования низкотемпературной стадии отжига альфа-железа. На основе метода молекулярной динамики рассчитываются константы скорости и энергии активации рекомбинации пар Френкеля. Для моделирования стадий ID и IE рассчитывается коэффициент диффузии междоузлий. Расчеты проведены для трех различных потенциалов взаимодействия атомов железа. Вес три потенциала дают близкие результаты для большинства рассмотренных пар Френкеля. Проведено сопоставление полученной рассчитанной кривой отжига с экспериментальной кривой отжига стадии I. На основе этого установлено соответствие между различными конфигурациями близких пар и пиками экспериментальной кривой. Показано, что одному пику может соответствовать несколько конфигураций близких пар.

КУЗНЕЦОВ А.В. — 2014 г.

Рассмотрен находящийся в термостате магнитный нанокластер, состоящий из двух больших спинов с обменным взаимодействием по Гайзенбергу. Найдены зависимости ряда физических величин, характеризующих кластер, от температуры. Указаны границы применимости полученных результатов.

ВЛАДИМИРОВ А.Б., ВОЛКОВА Е.Г., ГАВРИЛОВ Н.В., ЕМЛИН Д.Р., ПЛОТНИКОВ С.А., РУБШТЕЙН А.П., ТРАХТЕНБЕРГ И.Ш. — 2014 г.

Исследованы состав, структура и свойства TiC/a-C:H-покрытий, полученных совместным вакуумно-дуговым осаждением титана и углерода в аргон-ацетиленовой среде низкого давления, дополнительно активируемой воздействием низкоэнергетического (сотни эВ) электронного пучка. Создание условий, при которых разложение ацетилена обеспечивается как ионизацией и диссоциацией молекул электронным ударом, так и их перезарядкой на ионах титана и аргона с последующей диссоциацией, должно способствовать наиболее полному разложению ацетилена в широком диапазоне давлений. С увеличением давления ацетилена изменяется структура нанокомпозитного покрытия: уменьшается размер кристаллитов TiC и увеличивается доля поверхностей раздела, или доля областей с разупорядоченной (аморфной) структурой. Подача напряжения смещения приводит к увеличению размеров нанокристаллитов TiC. Покрытия с максимальной микротвердостью 40 ГПа были получены без воздействия электронного пучка при давлении ацетилена (0.05 0.08) Па и соотношении атомов Ti и C в покрытии 0.9 : 1.1.

ДУБОВИК М.Н., ЗВЕРЕВ В.В., ФИЛИППОВ Б.Н. — 2014 г.

Методом трехмерного компьютерного моделирования исследованы структуры доменных границ в пленках с одноосной плоскостной анизотропией при различных толщинах. Выбраны параметры, характерные для пленок из пермаллоя. Найдено, что при различных значениях толщины пленки стабильными будут одномерные неелевские стенки, стенки с перетяжками, C-образные и S-образные стенки. Получены значения толщин, при которых происходит переход между разными типами стенок. Исследована структура блоховских линий и точек в C-образных и S-образных стенках. Рассчитаны значения топологических зарядов для различных микромагнитных структур.

ВОЛОДИН В.Н., ЖАКАНБАЕВ Е.А., ТУЛЕУШЕВ Ю.Ж., ЦАЙ К.В. — 2014 г.

Ионно-плазменным распылением и соосаждением ультрадисперсных частиц Mo и Pb впервые получены твердые растворы – сплавы во всем интервале концентраций двойной системы в виде покрытий, что является подтверждением термофлуктуационного плавления и коалесценции малых частиц. При формировании покрытий нанослоями молибдена и свинца толщиной менее 1 нм происходит взаимное растворение компонент с образованием твердых растворов одного металла в другом, причем атомы свинца, начиная с концентрации 25 ат. % Pb в сплаве, задают формирующейся решетке свой тип симметрии. В сплавах обнаружена новая фаза, полученная непосредственно в процессе формирования, идентифицированная как Mo3Pb с объемно-центрированной кубической решеткой и структурным типом А15. Определены рентгенографические данные для идентификации фазы. Установлена верхняя температурная граница существования Mo3Pb и построена элементарная ячейка, объем которой составляет 0.1290 нм3.

КОРОТУН А.В. — 2014 г.

В рамках классической теории Максвелл–Гарнетт исследованы оптические свойства ансамбля металлических наночастиц в диэлектрической матрице. Для оценки квантовых эффектов использовано аналитическое выражении для диэлектрической функции металлической частицы-параллелепипеда, полученное в модели свободных электронов и потенциальной ямы бесконечной глубины. Рассчитан коэффициент поглощения для композитов с частицами разных металлов в различных матрицах.

КОРНИЕНКОВ Б.А., ЛИБМАН М.А., ЭСТРИН Э.И. — 2014 г.

Исследовано изменение положения точки Кюри аморфных сплавов системы Fe–Ni–Si–B в результате отжига при температурах ниже температуры кристаллизации. Показано, что отжиг приводит к повышению точки Кюри тем значительнее, чем выше температура кристаллизации сплава.

КОНОНЕНКО Ю.И., ОЛЬШАНЕЦКИЙ В.Е. — 2014 г.

Рассмотрены особенности формирования пластинчатых (столбчатых) двухфазных структур в процессе распада матрицы при наличии: 1) неподвижных дисперсных частиц избыточных фаз; 2) “подвижных” дисперсных избыточных включений. Показано, что подходы к установлению начальных дифференциальных уравнений роста должны исходить из характера поведения частиц избыточной фазы при потенциальном перемещении фронта роста. При этом, для сохранения инвариантности движущей силы вдоль всей составной границы роста колониальной структуры учтены уравнения баланса поверхностных межфазных натяжений в тройных стыках нормальных сечений зерен матрицы с пластинчатыми зернами двухфазной колониальной смеси.

КАЛЕТИН А.Ю., КАЛЕТИНА Ю.В., СЧАСТЛИВЦЕВ В.М., ФОКИНА Е.А. — 2014 г.

Представлен обзор результатов по влиянию внешних воздействий на количество остаточного аустенита в сталях и сплавах. Обсуждаются и анализируются возможные способы уменьшения количества остаточного аустенита с применением обработки холодом, под действием магнитного поля и пластической деформацией, а также его влияние на механические свойства в промышленных и модельных сталях и сплавах.

БАРАНОВА И.А., ВОЛКОВ В.А., ЗАГАЙНОВ А.В., УЛЬЯНОВ А.И., ЧУЛКИНА А.А. — 2014 г.

Исследовано влияние легирующих элементов Mn, Cr и Si на магнитные гистерезисные свойства цементита и модельных сталей с содержанием углерода 0.6 мас. %. Показано, что легирование карбидообразующими элементами (Mn, Cr) понижает коэрцитивную силу и точку Кюри цементита. Проведены температурные измерения коэрцитивной силы модельных сталей с содержанием углерода 0.6 мас. %, легированных марганцем, хромом или кремнием, в интервале температур от (–196) до 300°C. Установлено, что локальный максимум коэрцитивной силы сталей в исследуемом интервале температур приходится на точку Кюри выделений карбидных фаз. Из анализа температурных зависимостей коэрцитивной силы оценивается содержание легирующего элемента в выделениях цементита сталей, отпущенных при различных температурах. Показано, что характер зависимости коэрцитивной силы легированных сталей от температуры отпуска в интервале от 250 до 700°C определяется главным образом коэрцитивностью и кинетикой образования выделений цементита.

ТИУНОВ В.Ф. — 2014 г.

На монокристаллах Fe–3% Si исследована частотная зависимость магнитных потерь на вращательное перемагничивание в интервале частот 20–250 Гц и амплитуд индукции 0.25–1.8 Тл. Проведено разделение полных магнитных потерь на их составляющие. Показано, что зависимость полных и вихретоковых потерь в образцах за цикл перемагничивания от частоты вращения поля имеет нелинейный характер при всех исследованных индукциях. Наблюдаемые в работе особенности частотного хода магнитных потерь монокристаллов качественно объясняются динамикой поведения их доменной структуры.