Введение к работе
Актуальность. Аморфные металлические сплавы (АС) являются новым классам материалов и обладают уникальными свойствами, которые привлекают внимание технологов и- ученых с целью понимания природы аморфного состояния и использования сплавов в новых прогрессивных технологиях. К настоящему времени исследователями изучены многие закономерности формирования структуры АС как теоретически, так и экспериментально. Однако ряд вопросов, таких как выбор композиционного состава при получении лапсо-аморфизируемых сплавов, влияние на структуру и свойства аморфных сплавов химического строения расплавов, требуют своего решения и уточнения.
Большинство работ, в которых изучались аморфные металлические сплавы посвящено объемным характеристикам и свойствам АС. Вместе с тем многие физико-химические свойства АС, такие как коррозионные» износостойкость и другие определяются химическим строением поверхностных слоев аморфного сплава. Изучение поверхностных слоев особенно важно для аморфных металлических сплавов, поскольку имеет место сильная неоднородность химического состава по глубине и строение поверхности мокет отличаться от строения объема АС. С другой стороны нераздельность поверхности с объемом открывает возможность использовать данные о поверхности как индикатор изменений происходящих в объеме металлического стекла и структурные изменения в объеме должны отражаться в изменении химического строения поверхностных слоев аморфных сплавов.
Работа выполнена в соответствии с планом программ фундаментальных исследований ООФ АН СССР и постановлений ГШЕР Я 164 от 27.05.87, й 190 от 19.06.87.
Целью работы являлось изучение методом рентгеноэлектронной спектроскопии (РЭС) аморфных металлических сплавов и распла. „в на основе элементов группы келеза и установление закономерностей формирования поверхностных слоев в аморфном твердом и в жидком состояниях в зависимости от температурных, воздействий и состава сплава, влияния химического строения расплава на состав и химическую связь элементов в аморфном состоянии.
В соответствии с поставленной целью в работе решались следующие задачи:
изучение методом РЭО влияния типа и концентрации легирующего элемента (Ko.Nb.Zr) и металлоида (Р,В) на електронную структур. , межатомное взаимодействие, ближнее окружение атомов и склонность к амортизации сплавов Ni-Mor-P, Ni-Ыо-В, Nl-Zr-B, Ni-Nb-B, Ni-Zr, Ni-P;
изучение изменения химического строения поверхностных слоев аморфных сплавов на основе влементов группы железа при температурних воздействиях;
температурное исследование от Tra до 15000 химического строения поверхностных слоев металлических расплавов HlQ1Fig> Oo^Ni^Sl^B^;
изучение влияния строения поверхностных слоев расплава на химическое строение поверхности закаленных аморфных лент;
Научная новизна.' В диссертационной работе изучены закономерности формирования поверхностных слоев аморфных и жидких сплавов на основе элементов группы железа :'
изучено влияние концентрации легирующего елемента и металлоида, заполнещюсти их (І(р)-оболочки, в исследуемых сплавах на склонность сплава к амортизации и формирование поверхностных комплексов атомов;
вперше получены рентгеноэлектронше спектры валентных полос и внутренних уровней высокотемпературных расплавоз Н181Р19, Co-HI-Fe-SJ В в интервале температур от Тцд до 150СҐС.
показано влияние состава поверхностных слоев и температуры перегрева рвсплаюв Со-Hi-Pe-Si-Ф, Ni-P на формирование поверхностных слоев AC;
получено прямое доказательство наличия изменений в ближнем окружении атомов в аморфных и жидких сплавах NI-P, Со-йі-Fe-Si-B;
показаны идентичность изменения химического строения поверх-костных слоев в твердом аморфном и жидком состояниях сплава Co-Ni-Pe-Si-B при изменении температуры, скачкообразные измэне-ніія при определенных температурах, носящих как обратимый, для сплава Co-Ni-Fe-Si-B, так и необратимый, для сплава Hig1IlQxapaitTop и вследствие этого наличие гистерезиса состава и химическое строения поверхностных слоев расплавов, что является прямым свидетельством возможности наследования из высако-тегдіоратурной області строения поверхностных слооз расплава в
твердом аморфним состоянии.
Практичоская_цепкость_рабоі2!. Результата исследовании взаимосвязи жидкого и твердого аморТиого состояний указываю!
ПУТИ рОТ9Ш!Я ЕОПрОСОВ улрзВЛОНИП ХИГОЧОСКИЧ С7]'О0НКЄМ vnvs-r,x-
постннх слоев и, как следствие рядом свойств, амор|ікнх силовоз: щтем выбора элементов и концентрационного модаі&пофовани.ч сплавов; температурного воздействия на исходили расплав, выбора оптимальных условий закалки; дополнительной термообработкой амерїпого сплава в твердом состоянии. П22;21!!ШЯ_Ш]осшцо_иа_зэг;дт2:
-
Доля ковалентной составляющей в химической связи, с вовлечением в спязь d-электронов атомоз матршщ, опро делящая аморфную составляющую сплаЕЗ, зависит от обогащения поверхностных слоев атомами легирующего элемента и увеличивается с ростом концентрации легирухщого элемента или металлоида, а такие числа их с1(р)-злектроцов.
-
Изменения бликьэго окружения атомов при определенных темпе-ратурах в аморфном твердом и кидком состояішях исследован""" систем, носящие как обратила (Co-NI-Pe-Si-D), так і! необратимый (Н1-Р) характер.
3. Наследование высокотемпературного строения поверхностных
слоев расплава в твердо;*! вморїиом состоянии при наличии необра
тимых измепоний состава поверхности гкдкой фазы.
АггосОпщп. Основные положения и результаты работа доклоды-пвлись и обсуадались на: Всосоюзн. кспф. "Упрпвлэдаэ структурой и свойствами аморфных ггзгнитомягких материалов"1 (Свердлової: IS88). Всесоюзн.совощ. "Физиксхимия а.чоріяпис (стеклообразных) металлических' сплавов" (Ыоскзз 1939). Есєсоган. симпозич "Физика ашррных ивгш тагов " (Красноярск 1909). Уральск.аколл-семшар "Спектроскопические методы анализа поверхности аморЪшх металлов" (Челябинск 1990). VII 0сесопзн.конф.*'Стрзеіт.з и свойства коталлических и шлаковых расплавов" (Челябинск IS"'.' ). II Всесошп.конф "Физика стеклообразных тверда;; тол" (Firra І99І). IV Всесошн. кенф. "Проблеми исследования структуры ачорфчш: материалов" (йкепск 1992). Нучно-техн. конф. "Ра^а-ботко и освоение зкорфгах и микрокристаллических материалов, технология их получения" (Москза 19). -
Результати исследоваїшй, соавторе:.: которых капяотег.
Холзаков А.В., ьошли в отчет АН СССР "Ваанейше достикэния в области естественных и общественных паук" за 1987-1990 гг.
Публикации. Основные результата опубликованы в 11 печатных работах, 'список которых приведен в конце автореферата.
Стру.кту^а_и_до^ом_диссертаігаіі. Диссертация состоит из введения, пяти глав и основных результатов работы.Изложена - на 107 страницах машинописного'текста, содеркнт 18 рисунков, 4 таблиц и список литературы из 105 наименований.
