Введение к работе
Актуальность темы. Аморфные сплавы представляют собой особое состояние металлических систем и обладают целым рядом физических и химических свойств, сильно отличающихся от тех. которые имеют их кристаллические аналоги. Аморфные сплавы являются неравновесными системами, и проблема их термической и временной устойчивости - одна из центральных в широко проводимых исследованиях. Особое место занимают исследования превращений, происходящих в аморфных сплавах при их нагреве - процессов релаксации и кристаллизации. Практически важные свойства - склонность к аморфнзации и термическая стабильность аморфного состояния в настоящее время связывают с такой термодинамической характеристикой как энтальпия образования аморфных твердых растворов. Изучение зависимости этой величины от природы образующих сплав компонентов и химического состава представляет собой одну из актуальных задач с точки зрения разработки физико-химических основ описания свойств аморфных металлических сплавов. Особое место среди аморфизирующихся композиций занимают системы Co-Si-B и Co-Fe-Si-B, аморфные сплавы которых обладают уникальным сочетанием магнитномягких свойств и нашли применение в промышленности.
Цель работы. Цель настоящей работы - выявление закономерностей фазовых превращений при нагреве аморфных сплавов систем Co-Si-B и Co-Fe-Si-B в зависимости от химического состава и, в частности, влияния на эти процессы изменения относительной концентрации кремния и бора. При этом ставилась задача получения экспериментальных данных о стадиях и соответствующих температурных областях процессов кристаллизации, об изменении энтальпии сплавов при кристаллизации, энергии активации кристаллизации и сопоставления этих данных со структурными исследованиями. Целью работы явилось также получение прямых экспериментальных данных о термодинамических характеристиках кобальта в указанных аморфных сплавах методом мгновенного фиксирования ЭДС.
Научная новизна. Впервые систематически исследованы фазовые превращения в аморфных сплавах систем Co-Fe-Si-B и Co-Si-B при нагреве в зависимости от содержания кремния и бора. Определен механизм фазообразования при замене бо-
.1-ра на кремний, а также показано, что добавки железа приводят к существенному изменению механизма начала кристаллизации.
Построена термодинамическая модель аморфного твердого раствора системы Co-Si-B для описания перехода из аморфного состояния в кристаллическое.
Впервые методом мгновенного фиксирования ЭДС определены химические потенциалы кобальта дтя сплавов системы Co-Fe-Si-B.
Практическая ценность. Изученные в диссертации системы Co-Si-B и Co-Fe-Si-B являются основой для группы практически используемых аморфных сплавов в качестве магнитомягких материалов с повышенной магнитной проницаемостью при близкой к пулю магнитострикшш. Полученные результаты позволяют обоснованно выбрать режимы термо-времешюй обработки этих сплавов для стабилизации магнитных свойств. Результаты будут нереданы в организации, где ведется разработка промышленных сплавов - ЦНИИЧсрмет им.И.П.Бардина и ИМЕТ РАИ им.Л.А.Банкова.
Положения, выносимые па защиту.
1. Экспериментально установленные стадии кристаллизации аморфных
сплавов систем Co-Fc-Si-B и Co-Si-B при нагреве, последовательности образования
фаз на каждой из стадий и температурные интервалы их протекания.
-
Закономерности изменения фазовых превращений при распаде аморфного твердого раствора при изменении химического состава аморфных сплавов.
-
Зависимости теплот кристаллизации аморфных сплавов системы Co-Fe-Si-В от химического состава, термодинамическая модель аморфного твердого раствора Co-Si-B н рассчитанные параметры модели.
-
Результаты определения термодинамических характеристик кобальта в аморфных сплавах системы Co-Fe-Si-B.
-
Влияние химического состава па эффективные энергии активации кристаллизации Еа аморфных сплавов системы Co-Fe-Si-B.
Апробация работы. Основные результаты работы были доложены на научном семинаре "Микроматериаловедение" в Центральном Российском Доме Технн-
o-
кіі (май 1993, Москва), на Y1II Всероссийской конференции "Строение и свойства металлических и шлаковых расплавов" (сентябрь 1994, Екатеринбург), Европейском симпозиуме по термическому анализу и калориметрии (сентябрь 1994, Градо, Италия) и Международном семинаре по некристаллическому состоянию твердых тел (сентябрь 1994, Мадрид, Испания).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано пять печатных работ.
Структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов и списка цитируемой литературы из /25 наименований. Работа изложена на 147 страницах и включает в себя 53 рисунков и 9 таблиц.