Влияние условий термической обработки на механические свойства гранулированных нанокомпозитов Cox(Al2o3)100-X

М.С.Филатов, студент гр. ПФм-121, М.А.Каширин, О.В.Стогней

Кафедра физики твердого тела

Н

Концентрационная зависимость микротвердости H_k гранулированного композита Co_x-(Al₂O₃)_100-x; 1- исходные образцы, 2-после отжига в вакууме при 300^оС 10минут, 3-после отжига на воздухе при 300^оС 10минут, 4-после отжига в H₂ плазме, 5-микротвердость чистого Co.

анокомпозиты представляют собой перспективный материал для создания защитных и антикоррозионных покрытий, поэтому исследование влияния различных внешних воздействий на них, является актуальной задачей. В данной работе исследовалось влияние термических отжигов, проводимых в различных условиях, на микротвердость (H_k) нанокомпозитов Co_x-(Al₂O₃)_100-x в интервале концентраций 60–87 ат. % кобальта. Образцы для исследования, полученные методом ионно-лучевого распыления составной мишени, представляли собой гранулированные нанокомпозиты металл-диэлектрик Co_x-(Al₂O₃)_100-x. Микротвердость полученных покрытий исследовалась с помощью индентора Кнупа. На рисунке приведена концентрационная зависимость микротвердости нанокомпозитов Co_x-(Al₂O₃)_100-x в исходном состоянии и после отжигов. Как видно из рисунка, H_k исходных образцов, с ростом концентрации кобальта_, плавно возрастает (кривая 1). После отжига, проведенного в вакууме при температуре 300^оС в течение 10 минут, значения микротвердости нанокомпозитов снижаются (кривая 2) практически во всем интервале составов. Отжиг нанокомпозитов на воздухе (помимо термического воздействия возможно дополнительное окисление), при температуре 300^оС в течение 10 минут, также приводит к уменьшению H_k (кривая 3), причем это снижение носит более радикальный характер. Предположительно это связано с тем, что при отжиге происходит окисление металлической фазы и, следовательно, образование оксида кобальта на границе металл-керамика. Вследствие этого микротвердость нанокомпозитов снижается. Отжиг исходных образцов, проведенный с помощью высокочастотной водородной плазмы, приводит к противоположному результату. Значения микротвердости выросли относительно исходных значений (кривая 4), причем рост наблюдается практически во всем концентрационном интервале (60–87 ат. %). По всей видимости, микротвердость композитов выросла, вследствие водородного восстановления кобальта из его оксида. При этом произошло упрочнение интерфейса металл-керамика. Характерно, что наибольшее увеличение микротвердости произошло в композитах с меньшей долей металлической фазы (60 – 76 ат. % Со), в которых межфазная граница занимает большую долю объема.

УДК 539.26; 539.213

Закономерности образования, стабильность и атомная структура некристаллических сплавов сИстемы Hf-w

А.И. Бочаров¹, аспирант, В.В. Ожерельев², А.В. Бондарев³, Ю.В. Бармин¹

1 Кафедра физики твердого тела

2Кафедра материаловедения и физики металлов

3Кафедра высшей математики и физико-математического моделирования

В работе исследованы закономерности образования аморфной структуры в двойной системе Hf-W. Образцы в виде пленок толщиной 10-15 мкм получены методом трехэлектродного ионно-плазменного распыления составной мишени в атмосфере аргона. Состав сплавов определялся методом электронно-зондового рентгеноспектрального микроанализа.

Структура сплавов Hf_100-xW_x изучалась методом рентгеновской дифракции. Установлено, что аморфная фаза формируется в концентрационном интервале 16 < x < 68 ат. %. Для аморфных сплавов (АС) по результатам рентгенодифракционного эксперимента рассчитаны структурные факторы и функции радиального распределения атомов [1] (рисунок), определены основные параметры топологического ближнего порядка.

Для определения области термической устойчивости АС Hf_100-xW_x измерялись температурные зависимости электросопротивления, по которым были определены температуры кристаллизации T_k (за которые принимались температуры, соответствующие началу резкого изменения электросопротивления). Для исследования эволюции структуры сплавов при их нагреве измерены дифрактограммы образцов после отжига при температуре выше T_k. Построена неравновесная фазовая диаграмма системы Hf-W.

Литература

1. Скрышевский А.Ф. Структурный анализ жидкостей и аморфных тел. – М.: Высшая школа, 1980. – 328 с.

УДК 54.057