Известия вузов. Ядерная энергетика

Рецензируемый научно-технический журнал. ISSN: 0204-3327

Радиационно-индуцированное наноструктурирование аморфного сплава

25.12.2015 2015 - №04 Материалы и ядерная энергетика

И.А. Антошина Р.К. Вишератин Г.Н. Елманов В.А. Степанов

DOI: https://doi.org/10.26583/npe.2015.4.06

УДК: 544.022.51; 621.039.531

Методами дифференциальной сканирующей калориметрии, атомно-силовой и электронной микроскопии исследованы изменения структуры в металлических стеклах CoFe3.2Si2.5Mn3.1B15.7 после облучения ионами Ar+ с энергией 30 кэВ при температурах 100 – 300°C и пострадиационных отжигов до температуры 600°C. Показано что облучение при температурах ниже температур кристаллизации (430 и 548°C) приводит к наноструктурированию металлического стекла. Наноструктура состоит из кластеров размером 20 – 40 нм, которые объединяются в зерна размером 100 – 150 нм. Наноструктура является результатом интенсивной пластической деформации, которая индуцируется ионным облучением и распространяется на глубину в десятки микрон, значительно превышающую проективный пробег ионов. Теплота кристаллизации такого стекла увеличивается на 30% по сравнению с теплотой кристаллизации исходного необлученного стекла. Радиационно-индуцированное образование наноструктур сопровождается выделением в объеме стекла частиц метастабильных боридов Со3В, которые исчезают с экзотермическим эффектом после пострадиационного отжига с возвратом в рентгено-аморфное состояние.

Ссылки

  1. McHenry M.E., Willard M.A., Laughlin D.E. Amorphous and nanocrystalline materials for applications as soft magnets // Progr. Mater. Sci. 1999. Vol. 44. PP. 291 – 433.
  2. Маслов В.В., Носенко В.К., Тараненко Л.Е., Бровко А.П. Нанокристаллизация в сплавах типа Finemet // ФММ. 2001. Т. 91, №5. С. 47-55.
  3. Судзуки К., Фудзимори Х., Хасимото К. Аморфные металлы / Под ред. Ц. Масумото – М.: Металлургия, 1987. 328 с.
  4. Хмелевская В.С., Крапошин В.С., Косырев Ф.К., Антошина И.А., Язвицкий М.Ю. Кристаллизация аморфных сплавов на кобальтовой основе в радиационном поле и явление возврата аморфной фазы // Материаловедение. 2005. №3. С. 23-29.
  5. Малынкин В.Г., Хмелевская В.С., Антошина И.А. и др. Радиационная стабильность и свойства аморфных материалов на основе систем Fe-Co-Si-B и Fe-Cr-B, полученных закалкой из жидкого состояния // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2004. №12. С. 65-70.
  6. Okunev V.D., Samoilenko Z.A., Szewczyk A., Szymczak R., Szymczak H., Lewandowski S.J., Aleshkevych P., Wieckowski J., Khmelevskaya V.S. and Antoshina I.A. / Enhancement of local superconductivity in ferromagnetic FeCrB metallic glass by Ar+ ion irradiation // J. Phys.: Condens. Matter 23 (2011) 415702 (9pp)
  7. Степанов В.А., Хмелевская В.С. Радиационно-индуцированная пластическая деформация и «эффект дальнодействия» // Журнал технической физики. –2011. –Т. 81. – Вып. 9. –С 52-56

металлические стекла ионное облучение пластическая деформация наноструктура