Введение к работе
Актуальность темы. В последние несколько лет многие исследователи проявляют повышенный интерес к изучению физических свойств нового класса твердых тел - нанокристаллических материалов (НКМ). НКМ представляют собой одно-или многофазные кристаллические структуры с размером кристалликов порядка нескольких нанометров, в которых до 50 >6 материала может приходиться на межзеренные или межфазные границы.
Такого рода материалы привлекают к себе внимание ряду причин. Во-первых, в нанокристаллическом состоянии структура межфазных или межзеренных границ значительно отличается от структуры' как аморфных, так. и кристаллических твердых тел и представляет собой новый тип твердотельной структуры со случайным расположением атомов в пространстве, Во-вторых, нанокристаллическое состояние допускает возможность сплавления компонентов, которые не смешиваются ни в твердом, ни в жидком состоянии, а также металлов с полимерами и металлов с ионными кристаллами. Реализация таких систем позволит перейти на новую ступень в создании материалов с заданным уровнем свойств. В-третьих, в НКМ обнаружено уникальное сочетание физических свойств, отличных от свойств аморфного и поликристаллического состояний материала того же самого химического состава.
В настоящее время многие физические свойства НКМ исследованы недостаточно. В частности, мало изучены неупругие и магнитоупругие свойства металлов и сітлавов с нанокристал-лической структурой. Имеющиеся по ?тому вопросу данные в большинстве случаев являются отрывочными.
Цель работы: В данной работе была поставлена задача исследовать температурный спектр внутреннего трения (ВТ) некоторых нанокристаллических материалов, выявить особенности и оби.-е закономерности спектра затуханий упругих колебаний и дать объяснение наблюдаемым явлениям.
Для достижения поставленной цели решались следующие
задачи; '
-
Получить нанокристаллические материалы, используя методы ионно-плазменного напыления и кратковременного отжига сплава из аморфного состояния.
-
Исследовать низкотемпературные зависимости внутреннего трения аморфных и нанокристаллических сплавов Fc44Co4sZrioCui, Сг28^іб5>ібб и провести анализ полученных результатов.
-
Изучить изменение низкотемпературного спектра ВТ никеля при переходе от микро- к нанокристаллической структуре.
-
Установить механизмы, ответственные за магнитоупругое затухание в нанокристаллическом сплаве Fe^C^sZrioCui на низких частотах ~ 10"2-10"4 Гц.
Научная новизна. В работе были получены новые научные результаты:
-
Устал ієно, что уровень затухання упругих колебаний в нанокристаллических материалах более высокий по сравнению с аморфными твердыми телами того же химического состава.
-
Впервые обнаружено, что при переходе от микро- к нанокристаллической структуре никеля изменяется релаксационный спектр низкотемпературного внутреннего трения.
-
Экспериментально показано, что основным механизмом низкочастотного затухания упругих колебаний в нанокристаллическом спла\ является машитомеханический гистерезис.
Практическая значимость.
-
.Исследуемые сплавы с нанокристаллической структурой обладают хорошими демпфирующими свойствами и могут быть использованы в приборостроении для гашения паразитных колебаний и вибраций.
-
Нанокристаллический сплав Fc44Co45ZrioCu! может быть использован при разработке ультразвуковых линий задержки, управляемых магнитным полем, магнитострнкционных преобразователей, тензодатчиков и т.д.
-
Резистивный сплав РС-3710 в аморфном состоянии обладает более высокой температурной стабильностью электросопротивления по сравнению с кристаллическим и может применяться в качестве материала тонкопленочных резисторов.
Основные результаты и положения, выносимые на зашиту:
1. Уровень затухания упругих колебаний в нанокристал-
лических сплавах и C^r^Si^ выше, чем у со
ответствующих аморфных аналогов.
-
Релаксационный спектр упругих колебаний никеля изменяется при переходе от микрокристаллической к нанокристал-лической структуре в результате отсутствия дислокаций в зерп.іх нанокристаллов.
-
Переход аморфного сплава в нанокри-сталлическое состояние сопровождается изменением доменной структуры и увеличением магнитоупругого затухания.
Апробация работы. Основные результаты работы были доложены на 7-й Российской научно-технической конференции "Демпфирующие материалы" (Киров, 1994), XIV Международной конференции "Физіна прочности и пластичности материалов" (Самара, 1995), Международном семинаре "Релаксационные явления в твердых телах" (Воронеж, 1995).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 работ в виде статей и тезисов докладов. Во всех работах автором самостоятельно проведены экспериментальные исследования и принято участие в написании статей.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и списка литературы. Работа содержит 104 страницы текста, включая 26 рисунков и библиографию из 101 наименования.
