Դրանք մետաղական և ապակի են։ Մետաղական ապակի և մետաղական ապակի արտադրելու մեթոդ

Մետաղական ապակի(ամորֆ համաձուլվածքներ, ապակենման մետաղներ, մետաղական ապակիներ)- մետաղական համաձուլվածքներ ապակյա վիճակում, առաջացած վերջում արագ սառեցումմետաղը հալվում է, երբ բյուրեղացումը կանխվում է արագ սառեցման միջոցով (սառեցման արագություն< 10 6 К/с).

Մետաղական ակնոցները մետակայուն համակարգեր են, որոնք բյուրեղանում են, երբ տաքացվում են մինչև 1/2 ջերմաստիճան: t pl.Ջեռուցումը, երբ ատոմների շարժունակությունը մեծանում է, ամորֆ համաձուլվածքը մի շարք մետակայուն վիճակների միջով աստիճանաբար բերում է կայուն բյուրեղային վիճակի։ Շատ մետաղական ակնոցներ կառուցվածքային թուլացում են զգում արդեն սենյակային ջերմաստիճանից մի փոքր բարձր ջերմաստիճանում: Դեֆորմացնող սթրեսի պարտադրումը մեծացնում է դիֆուզիոն շարժունակությունը և համաձուլվածքների կառուցվածքային վերադասավորումը:

Մետաղական ապակիների բաղադրությունն առավել հաճախ արտահայտվում է M 80 X 20 բանաձևով, որտեղ M-ն անցումային (Cr, Mn, Fe, Co, Ni և այլն) կամ ազնիվ մետաղներ են, իսկ X-ը բազմավալենտ ոչ մետաղներ են (B, C): , N, Si, P, Ge և այլն), որոնք ապակե ձևավորող տարրեր են։

Մետաղական ապակիները բյուրեղային համաձուլվածքներից տարբերվում են այնպիսի կառուցվածքային թերությունների բացակայությամբ, ինչպիսիք են թափուր տեղերը, տեղահանումները, հատիկների սահմանները և յուրահատուկ քիմիական միատարրությունը. չկա հեղուկացում, ամբողջ համաձուլվածքը միաֆազ է:

Մետաղական ապակիների կառուցվածքային առանձնահատկությունները որոշում են բյուրեղներին բնորոշ հատկությունների անիզոտրոպության բացակայությունը, բարձր ամրությունը, կոռոզիոն դիմադրությունը և մագնիսական թափանցելիությունը և մագնիսացման հակադարձման պատճառով ցածր կորուստները:

Մետաղական ապակիների ֆիզիկաքիմիական հատկությունները զգալիորեն տարբերվում են ձուլածո համաձուլվածքների հատկություններից: Առանձնահատկություններ սպառողական հատկություններՄետաղական ապակիները բարձր ամրություն ունեն՝ զուգորդված մեծ ճկունությամբ և բարձր կոռոզիոն դիմադրությամբ: Որոշ մետաղական ապակիներ ֆերոմագնիսներ են՝ շատ ցածր հարկադրող ուժով և բարձր մագնիսական թափանցելիությամբ (օրինակ՝ Fe 80 B 20), իսկ մյուսները բնութագրվում են ձայնի շատ թույլ կլանմամբ (հազվագյուտ հողային մետաղների համաձուլվածքներ անցումային մետաղներով)։ Մետաղական ապակիների ամենատարածված օգտագործումը պայմանավորված է նրանց մագնիսական և քայքայիչ հատկություններով:

Փափուկ մագնիսական մետաղական ակնոցները պատրաստվում են Fe, Co, Ni-ի հիման վրա՝ B, C, Si, P ամորֆ տարրերի 15 ... 20% հավելումներով: Օրինակ՝ Fe 81 Si 3, 5B 13, 5C 2 ունեն մագնիսական ինդուկցիայի բարձր արժեք (1, 6 Տ) և հարկադրական ուժի ցածր արժեք (32 ... 35 մԱ / սմ): Ամորֆ խառնուրդ Co 66 Fe 4 (Mo, Si, B) 30 ունի մագնիսական ինդուկցիայի համեմատաբար փոքր արժեք (0.55 T), բայց բարձր մեխանիկական հատկություններ (900 ... 1000 HV):

Միայն կայուն ամորֆ համաձուլվածքներն ունեն բարձր կոռոզիոն դիմադրություն: Այսպիսով, կոռոզիոն դիմացկուն մասերի արտադրության համար օգտագործվում են երկաթի և նիկելի վրա հիմնված մետաղական ապակիներ, որոնք պարունակում են առնվազն 3 ... 5% քրոմ և որոշ այլ տարրեր: Քրոմի կրիտիկական կոնցենտրացիան, որն ապահովում է ամորֆ համաձուլվածքի կայունությունը, որոշվում է համաձուլվածքի համաձուլվածքային տարրերի և քայքայիչ միջավայրի ակտիվության հարաբերակցությամբ: Մետաղական ապակիների դիմադրությունը կոռոզիայից նվազեցվում է քիմիական տարասեռությունը բարձրացնող գործընթացներով, մասնավորապես.

· Քիմիական կազմի տատանումների տեսքը; սկզբնական ամորֆ փուլի բաժանումը երկու այլ ամորֆ փուլերի կամ մյուսի հետ փուլերի քիմիական բաղադրությունը;

· Ամորֆ փուլի անցում տարբեր քիմիական կազմի բյուրեղների երկփուլ կամ բազմաֆազ խառնուրդի;

· Նույն քիմիական կազմի բյուրեղային փուլի ձևավորումը, ինչ շրջապատող մատրիցը:

Սառեցում? 106 Կ/վ): Ջերմության արագ ցրումը ձեռք է բերվում, եթե արտադրված նմուշի չափերից առնվազն մեկը բավականաչափ փոքր է (փայլաթիթեղ, ժապավեն, մետաղալար): Սառեցված կոճերի միջև մի կաթիլ հալեցնելով ստացվում է 15-25 մմ լայնությամբ և 40-70 մկմ հաստությամբ փայլաթիթեղ, իսկ պտտվող թմբուկի (սկավառակի) վրա սառեցնելով կամ երկու գլանափաթեթների միջև շիթը գլորելով՝ 3-6 մմ ժապավեն: ստացվում է լայնություն և 40-100 մկմ հաստություն։ Հալվածքի արտամղմամբ սառեցվածի մեջ կարելի է պատրաստել Մ. մետաղալարի տեսքով։

M. s .-ի կազմը՝ = 80% անցումային (Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zr, Pr և այլն) կամ ազնիվ մետաղների և մոտ. Բազմվալենտ ոչ մետաղների 20%-ը (B, C, N, Si, P, Ge և այլն), որոնք կատարում են ապակե ձևավորող տարրերի դեր։ Օրինակներ են երկուական համաձուլվածքները (Au81Si19, Pd81Si19 և Fe80B20) և 3-5 կամ ավելի բաղադրիչներից բաղկացած կեղծ երկուական համաձուլվածքներ: Էջի M. - մետակայուն համակարգեր, մինչև տարեկանի բյուրեղացումը տաքանում է մոտ. 1/2 հալման ջերմաստիճան:

Մ.-ի ուսումը հետ. թույլ է տալիս ուսումնասիրել մետաղի բնույթը, մագն. և այլ sv-in հեռուստացույց: Հեռ. Բարձր (մոտենալով բյուրեղների տեսական սահմանին) բարձր պլաստիկության և բարձր կոռոզիոն դիմադրության հետ համատեղ կազմում է Մ. նյութերի և արտադրանքի համար խոստումնալից ամրապնդող տարրեր: Որոշ Մ. (օրինակ՝ Fe80B20) ֆերոմագնիսներ են՝ շատ ցածր հարկադրող ուժով և բարձր մագնիսական թափանցելիությամբ, ինչը նրանց հարմար է դարձնում որպես փափուկ մագնիսական նյութեր օգտագործելու համար։ Ամորֆ մագնիսների մեկ այլ կարևոր դաս. նյութեր - հազվագյուտ հողերի համաձուլվածքներ անցումային մետաղներով: Էլեկտրաէներգիայի օգտագործումը խոստումնալից է. և ակուստիկ Սբ. (բարձր և թույլ կախված ջերմաստիճանից էլեկտրական դիմադրություն, թույլ ձայն):

Ֆիզիկական հանրագիտարանային բառարան. - Մ.: Խորհրդային հանրագիտարան. . 1983 .

ՄԵՏԱՂԱԿԱՆ ԱՊԱԿԻ

(metglass) - բազմազանություն ամորֆ մետաղներ,ամորֆ համաձուլվածքներ մետաղի հետ. հաղորդունակության տեսակը, ցորենը տարածություններում չունեն հեռահար կարգ, ատոմների դասավորությունը և բնութագրվում են մակրոսկոպիկությամբ։ գործակից. կտրող մածուցիկություն Pa. Դրանք պատրաստվում են ֆիլմերի, ժապավենների և մետաղալարերի տեսքով՝ օգտագործելով հատուկ։ տեխ. Տեխնիկաներ (հալվելուց հանգցում ~ 10 VK/վ տիպիկ սառեցման արագությամբ, ջերմային ցողում կամ վակուումում սառեցված ենթաշերտի վրա և այլն), որոնք հանգեցնում են համաձուլվածքի բաղադրիչների արագ ամրացմանը համեմատաբար նեղ ջերմաստիճանային միջակայքում, այսպես. կոչված... ապակու անցման ջերմաստիճանը Տ գ.

Մ.ս. ունեն բարձր մեխանիկական, մագն., էլեկտր. և քայքայիչ հատկություններ:

Մ.ս. չափազանց կոշտ և բարձր դիմացկուն; օրինակ՝ ս ժամըհամար M. s. Fe 80 B 20-ը հասնում է 3,6-10 ° N / m 2 (370 kgf / մմ 2), ինչը շատ ավելի բարձր է, քան s-ի արժեքը: ժամը լավագույն պողպատներ; այս պատճառով Մ.ս. օգտագործվում է կոմպոզիտներում ամրացնելու համար: նյութեր (կոմպոզիտներ):

Ըստ մագն. հատկությունները M. c. ստորաբաժանվում են երկու տեխնոլոգիապես կարևոր դասերի. Մ.ս. դասի «ֆերոմագնիսական անցումային մետաղ (Fe, Co, Ni, 75-85%) - ոչ մետաղ (B, C, Si, P - 15-25%)» դասի են. փափուկ մագնիսական նյութերաննշան հետ հարկադրական ուժ Հ հետմագնիսական բյուրեղի բացակայության պատճառով: անիզոտրոպիա (մակրոսկոպիկ. մագնիսական անիզոտրոպիաոչ զրոյական մագնիսական սեղմման պատճառով ներ. կամ արտ. լարումներ, որոնք կարող են կրճատվել կռման ժամանակ, ինչպես նաև առաջացել է անիզոտրոպիա հարևան ատոմների դասավորության մեջ): Մագնիսական ատոմային կառուցվածքըհիմնական նման համակարգերը կարող են ներկայացվել որպես զուգահեռ կողմնորոշված ​​տեղայնացված մագնիսների մի շարք: պահեր թարգմանությունների բացակայության պայմաններում. պարբերականությունը դրանց տարածություններում, տեղաբաշխման և տեղական միջավայրի ազդեցության շնորհիվ մագն. իոնները իրենց մեծությամբ կարող են տատանվել (տես. Ամորֆ մագնիսներ):Մ.ս. այս դասի ունեն գրեթե ուղղանկյուն օղակ հիստերեզ մագնիսականբարձր հագեցվածության ինդուկցիա B s, որը, զուգակցված բարձր հարվածների հետ: էլեկտրական դիմադրություն r և, հետևաբար, ցածր կորուստներ ունի Մ. համեմատ էլեկտրատեխնիկայի հետ։ պողպատներն ավելի նախընտրելի են, երբ օգտագործվում են, օրինակ, տրանսֆորմատորներում:

Համեմատական ​​բնութագրերորոշ բյուրեղային: և օտարերկրյա ամորֆ փափուկ մագնիսական համաձուլվածքները (ինչպես նաև ներքին. Մ. էջ 94 ԺՍՌ - Ա երկաթի հիման վրա) տրված են աղյուսակում։

Մ.ս. դասի «հազվագյուտ հողային տարր՝ անցումային դ-մետաղ », որը սովորաբար պատրաստվում է թաղանթների տեսքով՝ օգտագործելով կաթոդային ցողում, որոշ դեպքերում (Gd - Co, Gd - Fe) ցուցադրում են կոլգծային ֆերոմագնիսական կառուցվածք՝ հատկություններով, որոնք խոստումնալից են հիշողությամբ սարքեր ստեղծելու համար։ գլանաձև մագնիսական տիրույթներ(CMD), օրինակ, ցածր հագեցվածության մագնիսացում Մ s և ֆիլմի հարթությանը ուղղահայաց բարձր անիզոտրոպիա: Շատ այլ դեպքերում, հեշտ առանցքների պատահական բաշխմամբ ուժեղ տեղական միայնակ իոնը, որը բնորոշ է հազվագյուտ հողային իոններին՝ ոչ զրոյական ուղեծրային անկյունային իմպուլսով, սովորաբար հանգեցնում է Մ. այս դասը դեպի քաո-տիկ. ոչ համագիծ կառուցվածքի տեսակը պտտել ապակի.

Որոշ փափուկ մագնիսական բյուրեղային և ամորֆ համաձուլվածքների համեմատական ​​բնութագրերը (300 K-ում):

* Տ c-ը պարամագնիսական վիճակին անցնելու ջերմաստիճանն է ( Կյուրիի կետ):

** Metglass - գրանցված է ապրանքանիշ Allied Chemical Corporation.

Էլեկտրականից։ հատկությունները M. c. naib, մեծ քանակությամբ մնացորդային էլեկտրական էական է: դիմադրություն (սովորաբար 2-4 անգամ ավելի, քան բյուրեղային անալոգները) և ջերմաստիճանի գործակիցի փոքր արժեքը: դիմադրություն (կառուցվածքային թուլացման և բյուրեղացման գործընթացների ջերմաստիճանի միջակայքից դուրս):

Մ. շարքի հետ. դասի «անցումային մետաղ - ոչ մետաղ» Cr-ի և P-ի հավելումներով, բացառվում է, կոռոզիոն դիմադրությունը քայքայիչ միջավայրում, որը գերազանցում է մի քանիսը: Չժանգոտվող պողպատների մեծության դիմադրության պատվերներ: Մ–ի ատոմային կառուցվածքի խախտում. պատճառ է հանդիսանում նաև դրանց հատկությունների բարձր դիմադրության ճառագայթմանը։

M.c-ի ամորֆ կառուցվածքը, լինելով մետակայուն, ունի շատ երկար կյանք: Օրինակ, բյուրեղացման գործընթացի սկզբով որոշված ​​գործողության ժամանակային միջակայքի գնահատականները տալիս են ամենաքիչ կայուն M. s.c.-ից մեկի համար: 550 տարի 175 0 C ջերմաստիճանում և 25 տարի 200 0 C ջերմաստիճանում:

Ֆիզիկական ինքնատիպությունը. հատկությունները M. c. հետևանք է դրանց կառուցվածքի ամորֆ բնույթի (նրա քիմիական միատարրությունը, հատիկների սահմանների բացակայությունը և գծային թերությունները, ինչպիսիք են. տեղահանումներ):Ռենտգենյան ճառագայթների, էլեկտրոնի և նեյտրոն-գրամների վրա M. p. կան մի քանիսը. ցրված հալոներ, որոնք նկարագրված են օգտագործելով ճառագայթային ատոմային բաշխման ֆունկցիան (FRRA), որտեղ p (r) հեռավորության վրա միջինացված ատոմն է Գորպես ծագում ընտրված պատահական ատոմից (նկ.): FRRA-ն ամբողջական տեղեկատվություն չի տրամադրում ատոմների դասավորվածության մասին եռաչափ տարածությունում, սակայն, այլ մեթոդների հետ համատեղ (ռենտգենյան ճառագայթների կլանման սպեկտրների նուրբ կառուցվածքի ուսումնասիրություն, պոզիտրոնների ոչնչացում և այլն) հնարավոր է դարձնում. ընտրել Մ.-ի այդ կառուցվածքային մոդելները,

Ատոմների շառավղային բաշխման նորմալացված ֆունկցիան նյութի միջին ատոմային խտությունն է) ամորֆ երկաթի համար։

to-rye-ն ամենից լավ համապատասխանում է փորձերին: տվյալները։ FRRA-ի նմանությունը ամորֆ և հեղուկ վիճակների համար, հատկապես մեծ և միջին: հեռավորությունները, սկզբում թույլատրվում է օգտագործել միատոմային Մ. հետ. կոշտ գնդերի պատահական սերտ փաթեթավորման մոդելը, որն առաջարկել է Ջ. Դ. Բերնալը միատոմ հեղուկների համար, և Մ. ք. տեսակ «մետաղ - ոչ մետաղ» - այս մոդելի փոփոխությունը, ըստ որի ոչ մետաղի փոքր ատոմները լրացնում են մեծ դատարկություններ («անցքեր» Bernal) մետաղի ատոմների պատահական խիտ փաթեթավորման մեջ և չեն հարում միմյանց: Այնուամենայնիվ, դիֆրակցիոն տվյալները փորձերը (օրինակ՝ երկրորդ RDFR գագաթնակետի պառակտումը, որը բացակայում է հեղուկ մետաղներում) ցույց են տալիս ս. կարճ հեռահար ատոմային կարգը. Ջերմոդինամիկական հաշվարկներ ատոմային միկրոկլաստերի կայունությունը և կառուցվածքային գործոնը M.c. նշեք դրանց նախապատվությունը կարճ հեռավորության պատվերի մոդելի համար, կտրված DOS-ում: Կառուցվածքային տարրը իկոսաեդրոնն է՝ կանոնավոր քսանհեդրոն, որը ստացվում է 12 թեթևակի աղավաղված տետրաեդրների փաթեթով և ունի 12 գագաթ՝ 5 համընկնող եզրերով, որոնց միջով կարելի է գծել հինգերորդ կարգի 6 համաչափության առանցք:

Չնայած սրբապատկերը. չի կարող լինել բյուրեղի կառուցման տարր, քանի որ անհնար է պարբերականությամբ խիտ լրացնել եռաչափը: իկոսաեդրոնի թարգմանություններ՝ առանց կառուցվածքում անհամապատասխանության երևույթի, ուժեղ փաստարկ՝ հօգուտ իկոսաեդրոնի։ կարճ հեռահարության պատվեր Մ.ս. Սա նաև վերջին հայտնագործությունն է Al 86 MnI 4 համաձուլվածքում պինդ մարմինների ատոմային կառուցվածքի սկզբունքորեն նոր տեսակի՝ քվազիկյուրիստական: կառույցներ սրբապատկերով։ հեռահար պատվեր (տես. Քվազիկրիստալ):Ինչպես M.c.-ն, քվազիկրիստալները ստացվում են հալոցքից / յաթից արագ մարելով: մոխրի մոխիրը համակարգերում

Xf_Fe), բայց, ի տարբերություն M. s.-ի, ցույց տվեք բրագի համահունչ արտացոլումները ռենտգենյան դիֆրակցիոն օրինաչափությունների վրա, որոնք համապատասխանում են հինգերորդ կամ նույնիսկ տասներորդ կարգի համաչափությանը: Որոշ Մ. Հետ. (օրինակ՝ Pd 60 U 20 Si 20) կռելուց հետո վերածվում են քվազիբյուրեղային: պետություն, չզինված դրանով իսկ մոտ գենետիկ. Մ–ի կառուցվածքային վիճակի հարաբերությունը։ և քվազիկյուրիստական: պետությունները։

Լիտ-1) Պետրակովսկի Գ.Ա., Ամորֆ մագնիսներ, «UFN», «1981, հատ. 134, էջ 305; 2) Լյուբորսկի Ֆ.Վ., Մագնիսական սարքերում ամորֆ համաձուլվածքների օգտագործման հեռանկարները, գրքում: · Ամորֆ համակարգերի մագնիսություն թարգմանել անգլերենից, M., II) Sl, 3) Handrich K., Kobe S., Amorphous ferro- and ferrimagnetics, trans. գերմաներենից, M., 1982; 4) Kraposhin VS, Linetskiy Ya.L., Ֆիզիկական հատկություններմետաղները և համաձուլվածքները ամորֆ վիճակում, գրքում՝ Գիտության և տեխնիկայի արդյունքներ. Մետալուրգիա · ջերմամշակում, հատոր 16, Մ., 1982; 5) մետաղական ապակի, նրբ. անգլերենից, Մ., 1984; 6) Ամորֆ մետաղական համաձուլվածքներ ed by F. Luborsky, L.-, 1983; 7) Ամորֆ համաձուլվածքներ, Մ., 1984; 8) Preobrazhensky A.A., Bishard E.G., Magnetic Materials and, 3rd ed., M 1986; 9) Ichikawa T., Electron diffraction study of the local atomic arrangement in amorphous iron and nickel films, «Phys. Stat. Sol. (A)», 1973, v. տասնինը, N, 2, էջ. 707; 10) Polk D. E The structure of glassy metallic alloys, «Acta Metall.», 1972, v. Մ,Թիվ 4 r 485; 11) Sachdev S., Nelson D. R., Order m metallic glasses and icosahedral crystals, «Phys. Rev. B», 1985, v. 32, No. 7 r 4592 «12) Shehtman D. et al., Metallic փուլ՝ հեռահար կողմնորոշման կարգով և առանց թարգմանական համաչափության», Ֆիզ. Վեր. Lett. », 1984, հ. 53, M 20, էջ 1951; 13) Levine D., Steinhardt P. J., Quasicrystals. 1-2, «Ֆիզ. Վեր. B ", 1986 թ. 34, MJ 2, էջ 596; 14) Նելսոն Դ. Ռ., Quasicrystals lane from English," In the world of Science ", 1986, No. 10, էջ 19; 15) Po-o h S. J., Drehman AJ, Lawless KR, Glassy to icosahedral փուլային փոխակերպումը Pd - U - Si համաձուլվածքներում, «Ֆիզ. Rev Lett», 1985, հ. 55, Mi 21, էջ 2324։ Մ.Վ.Մեդվեդև.

Ֆիզիկական հանրագիտարան. 5 հատորով. - Մ.: Խորհրդային հանրագիտարան. Գլխավոր խմբագիրԱ.Մ. Պրոխորով. 1988 .

Ուղարկել ձեր լավ աշխատանքը գիտելիքների բազայում պարզ է: Օգտագործեք ստորև ներկայացված ձևը

Ուսանողները, ասպիրանտները, երիտասարդ գիտնականները, ովքեր օգտագործում են գիտելիքների բազան իրենց ուսումնառության և աշխատանքի մեջ, շատ շնորհակալ կլինեն ձեզ:

Տեղադրված է http://www.allbest.ru/

մետաղական խառնուրդ ապակի

Ներածություն

1. Մետաղական ակնոցներ

2. Կազմը, կառուցվածքը, հատկությունները

3. Մետաղական ապակիների մեխանիկական հատկություններ

4. Շրջանակ

Եզրակացություն

Մատենագիտություն

Ներածություն

Ուժը և պլաստիկությունը կոտրվածքների մեխանիկայի հետազոտության արդի ոլորտներն են: Պինդ մեխանիկայի այս ոլորտները ինտենսիվորեն զարգանում են արդյունաբերության անընդհատ աճող պահանջների հետ կապված, ինչի պատճառով նոր նյութերի և տեխնոլոգիաների դերը տարեցտարի մեծանում է: Դրանց զարգացումը, հատկությունների ձեռքբերումը և ուսումնասիրությունը օբյեկտիվ անհրաժեշտություն է մարդկային հասարակության զարգացման համար։

Մետաղների վրա էլեկտրապլաստիկ ազդեցության հայտնաբերումը հանգեցրեց պլաստիկ դեֆորմացիայի մեխանիզմի ավելի խորը ըմբռնմանը: Այժմ հնարավոր է վերահսկել մետաղական նյութերի մեխանիկական հատկությունները։

Իմպուլսային հոսանքի հետ փորձերի ժամանակ հայտնաբերվել է մետաղի ճկունության աճ և փխրունության նվազում։ Էլեկտրական հոսանքը նաև առաջացնում է մետաղի սթրեսի թուլացման արագության բարձրացում և պարզվում է, որ հարմար տեխնոլոգիական գործոն է ներքին սթրեսները հանելու համար: Էլեկտրապլաստիկ ազդեցությունը գծայինորեն կախված է հոսանքի խտությունից, այն առավել արտահայտված է իմպուլսային հոսանքով, իսկ բացակայում է փոփոխական հոսանքով։

Ակնհայտ է դարձել էլեկտրապլաստիկ էֆեկտի օգտագործման ընդլայնման նպատակահարմարությունը, քանի որ դրա օգտագործումը նվազեցնում է էներգիայի ծախսերը, հետևաբար՝ տնտեսական։ Մասնավորապես, արդյունաբերության մեջ էլեկտրական դաշտերում լայնորեն կիրառվում են տարբեր նյութեր, ինչի արդյունքում փոխվում են դրանց մեխանիկական բնութագրերը։

Մետաղական ապակիների ֆիզիկական հատկությունները (բարձր ամրությունը զուգորդված պլաստիկության, բարձր կարծրության, կոռոզիոն դիմադրության, քայքայման և էլեկտրական դիմադրողականության հետ և այլն) որոշվում են ոչ միայն քիմիական բաղադրությամբ, այլև այդ նյութերի կառուցվածքային վիճակով:

Էլեկտրական դաշտերում գործող ամորֆ մետաղների համաձուլվածքների համատարած օգտագործումը իմպուլսային էլեկտրական հոսանքի ազդեցության տակ դրանց մեխանիկական հատկությունների ուսումնասիրության խնդիր է դնում։

1. Մետաղական ապակի

Ապակե մետաղներ, մետաղական ապակիներ, մետաղական. Համաձուլվածքներ ապակյա վիճակում, որոնք առաջացել են մետաղի հալոցի գերարագ սառեցման ժամանակ (սառեցման արագությունը 106 Կ/վ): Ջերմության արագ ցրումը ձեռք է բերվում, եթե արտադրված նմուշի չափերից առնվազն մեկը բավականաչափ փոքր է (փայլաթիթեղ, ժապավեն, մետաղալար): Սառեցված կոճերի միջև հալած կաթիլը հարթեցնելով ստացվում է փայլաթիթեղի 15 - 25 մմ լայնություն և 40 - 70 մկմ հաստություն, իսկ պտտվող թմբուկի (սկավառակի) վրա հովացնելով կամ երկու գլանների միջև շիթը գլորելով՝ ժապավեն։ Ստացվում է 3-6 մմ լայնություն և 40-100 մմ հաստություն.մկ. Հալվածը հալեցնելով սառեցված հեղուկի մեջ, այն կարելի է պատրաստել մետաղալարի տեսքով։

Մետաղական ապակիների ուսումնասիրությունը թույլ է տալիս ուսումնասիրել պինդ մարմինների մետաղական, մագնիսական և այլ հատկությունների բնույթը:

Բարձր ամրությունը (մոտենալով բյուրեղների տեսական սահմանին)՝ բարձր ճկունության և կոռոզիոն դիմադրության հետ համատեղ, մետաղական ապակիները դարձնում են նյութերի և արտադրանքի համար ամրապնդող տարրեր:

Որոշ մետաղական ակնոցներ, օրինակ՝ Fe80B20, ֆերոմագնիսներ են՝ շատ ցածր հարկադրող ուժով և բարձր մագնիսական թափանցելիությամբ, ինչը նրանց հարմար է դարձնում որպես փափուկ մագնիսական նյութեր օգտագործելու համար: Ամորֆ մագնիսական նյութերի մեկ այլ կարևոր դաս են հազվագյուտ հողային համաձուլվածքները անցումային մետաղներով: Խոստումնալից է մետաղական ապակիների էլեկտրական և ակուստիկ հատկությունների օգտագործումը (բարձր և թույլ կախված ջերմաստիճանից, էլեկտրականությունից, դիմադրողականությունից, հաճարի թույլ կլանումից):

90-ական թվականներին լայն տարածում գտած մետաղների՝ մագնեզիումի, տիտանի, պղնձի, երկաթի և այլնի հիման վրա ստացվել են մեծածավալ մետաղական ապակիներ (OMS)՝ ավելի քան 1 մմ 3 տարածական չափերից յուրաքանչյուրում (նկ. 1): կրկնակի, եռակի, քառակի և բազմաբաղադրիչ համաձուլվածքներում։

Բրինձ. 1. Ձուլման մետաղական ծավալային ապակիների նմուշներ (օպտիկական պատկեր)

OMS-ի վերաբերյալ առկա տեղեկատվության վիճակագրական վերլուծությունը ցույց է տվել դրանց ապակու ձևավորման ունակության աճ՝ կրկնակիից մինչև եռակի և չորրորդական համաձուլվածքներ:

2. Բաղադրյալ,կառուցվածքը, հատկությունները

Մետաղական ապակիների բաղադրությունը կազմում է 80% անցումային (Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Zr, Pr և այլն) կամ ազնիվ մետաղներ և մոտ 20% բազմավալենտ ոչ մետաղներ (B, C, N, Si, P, Ge): և այլն)՝ խաղալով ապակե ձևավորող տարրերի դեր։ Օրինակներ են երկուական համաձուլվածքները Au81Si19, Pd81Si19 և Fe80B20) և 3-5 կամ ավելի բաղադրիչներից բաղկացած կեղծ երկուական համաձուլվածքներ: Մետաղական ապակիները մետակայուն համակարգեր են, որոնք բյուրեղանում են, երբ տաքանում են հալման կետի Ѕ-ին հավասար ջերմաստիճանում:

Ակնոցների ատոմային կառուցվածքը, որը ցույց է տալիս ատոմների դասավորության մեջ հեռահար կարգի բացակայությունը (նկ. 2), որոշում է դրանց հատկությունները, մասնավորապես մեխանիկական: Հզորության և տեսակարար ամրության առումով դրանք զգալիորեն գերազանցում են համապատասխան բյուրեղային համաձուլվածքները՝ դիսլոկացիայի կամ թվինինգ տեսակի հարմարվողական դեֆորմացիայի մեխանիզմների կիրառման անհնարինության պատճառով։ Մետաղական մեծածավալ ապակիների սովորական թողունակության լարվածությունը հասնում է ~ 2 GPa-ի Cu, Ti և Zr-ի վրա հիմնված զանգվածային մետաղական ակնոցների համար, ~ 3 GPa-ի Ni-ի վրա, ~ 4 GPa-ի՝ Fe-ի վրա, ~ 5 GPa-ի՝ Fe-ի և Co-ի վրա հիմնված և 6-ի: GPa կոբալտի համաձուլվածքների համար: Մետաղական ապակու կառուցվածքը նաև ապահովում է առաձգական դեֆորմացիա մինչև 2%, ինչը բարձր ելքի կետի հետ միասին հանգեցնում է կուտակված առաձգական դեֆորմացիայի էներգիայի մեծ արժեքների (yy2 / E և yy2 / cE ցուցիչներ, որտեղ yy, c իսկ E-ն համապատասխանաբար զիջման լարումն են, խտությունը և Յանգի մոդուլը): Հարկ է նշել, որ վերջին ուսումնասիրությունները ցույց են տալիս ատոմային կլաստերների առկայությունը մեծածավալ մետաղական ապակիներում:

Բրինձ. 2. Փոխանցման էլեկտրոնային մանրադիտակի պատկեր բարձր լուծումև դիֆրակցիոն օրինաչափություններ ենթամանրադիտակային չափերի (SAED) և նանո չափերի (NBD) ընտրված շրջանից: Ատոմների դասավորության մեջ նկատելի է հեռահար կարգի բացակայությունը։ Ցրման տարածքների չափերը պայմանականորեն ցուցադրվում են շրջանակներով: (Ռուսաստանում կառուցվածքի ուսումնասիրությունն իրականացվում է, մասնավորապես, Ա.Ս. Արոնինի և Գ.Է. Աբրոսիմովան կողմից)

Զանգվածային մետաղական ապակիներն ունեն ոչ միայն բարձր ամրություն, կարծրություն, մաշվածության դիմադրություն և մեծ արժեքներառաձգական դեֆորմացիա մինչև պլաստիկ դեֆորմացիայի սկիզբը, բայց նաև կոռոզիայից բարձր դիմադրություն, ներառյալ որոշ լուծումների ինքնաբուխ պասիվացում: Բարձր կարծրությունը, մաշվածության դիմադրությունը, մեծածավալ մետաղական ապակիների մակերևույթի որակը, ինչպես նաև տաքացման ժամանակ հեղուկությունը որոշում են դրանց օգտագործումը միկրոմեքենաներում որպես փոխանցման մեխանիզմներ (փոխանցումներ), բարձր ճշգրտության մեխանիկական համակարգերի բաղադրիչներ: Երկաթի և կոբալտի վրա հիմնված զանգվածային մետաղական ակնոցները հագեցվածության մագնիսացումով մինչև 1,5 Տ ունեն ռեկորդային ցածր ռեկորդային ուժի ռեկորդային ցածր արժեք, քան 1 Ա/մ և ակտիվորեն օգտագործվում են որպես փափուկ մագնիսական նյութեր: Նշենք, որ Ռուսաստանում այնպիսի գիտնականներ, ինչպիսիք են Ա.Մ. Գլեզեր, Ս.Դ. Կալոշկինը և շատ ուրիշներ: Ապակենման երևույթը, որը դիտվում է հեղուկից ապակի անցման և տաքացման ժամանակ ապավիտրացման ժամանակ, պինդ վիճակի ֆիզիկայի ամենակարևոր ոչ լրիվ լուծված խնդիրներից է։ Այսինքն, ամորֆ և հեղուկ փուլերը միևնույն փուլն են, որոնք դիտվում են միայն տարբեր ջերմաստիճաններում, թե՞ տեղի է ունենում փուլային անցում հեղուկ վիճակից ամորֆ վիճակի և հակառակը, և եթե այո, ապա ինչպիսի՞ փուլային անցում: Որոշ առաջընթացներ են կատարվել համակարգչային սիմուլյացիաների միջոցով, բայց դա դեռ պարզ չէ:

Պլաստիկ հոսքը մետաղական ակնոցներում տեղի է ունենում խիստ տեղայնացված կտրվածքային դեֆորմացիայի ժապավենների տեսքով: Այն դեպքում, երբ մեխանիկական պայմաններն այնպիսին են, որ հնարավոր է խուսափել պրոցեսի աղետալի անկայունությունից, միակողմանի սեղմման, ճկման, գլորման և ձգման, ինչպես նաև տեղայնացված խորշման ժամանակ առաջանում են բազմաթիվ կտրող շերտեր:

Առանձին շերտերում դեֆորմացիաները չափազանց մեծ են։ Երբ ուսումնասիրում էին մակերևույթի կրկնօրինակները կտրուկ թեքված Pd80Si20 ժապավեններից՝ օգտագործելով փոխանցման էլեկտրոնային մանրադիտակ, Մասումոտոն և Մադդինը նկատեցին ~ 200 E լայնությամբ կտրող ժապավեններ: Օգտագործելով միջամտության մանրադիտակ, մակերևույթի վրա մինչև 2000 բարձրության հետ կապված աստիճաններ: Նման ժապավենները հայտնվում են կոտրվելուց շատ առաջ, հետևաբար, նյութի ոչնչացման կտրվածքային դեֆորմացիան գերազանցում է 200 E-ը: Մեծ դեֆորմացիաներին դիմակայելու ունակությունը կապված է կառուցվածքի կապերի կոշտ տարածական կողմնորոշման բացակայության կամ ամորֆ մատրիցայի առկայության հետ: համեմատաբար զերծ մակրոսկոպիկ թերություններից, ինչպիսիք են ծակոտիները, օքսիդի ներդիրները, առանձին բյուրեղները և այլն: Առաջինը բացատրում է մետաղական ապակիների պլաստիկությունը՝ համեմատած այլ անօրգանական ապակիների հետ, ինչպիսիք են սիլիցիումի երկօքսիդը, որոնք ունեն կովալենտային կապեր. երկրորդը բացատրում է մետաղական ապակիների ավելի տեղայնացված պլաստիկությունը՝ համեմատած պողպատե թիթեղների ճկուն պլաստիկության հետ:

Ուժեղ տեղայնացված կտրվածքային դեֆորմացիան ինքնին ցույց է տալիս մետաղական ակնոցներում լարվածության կարծրացման բացակայությունը: Սա լրացուցիչ հաստատվում է Պամպիլոյի և Չենի կողմից ամորֆ համաձուլվածքի Pd77.5Cu6Si16.5-ի վրա կատարված սեղմման փորձարկումներով։ Այս կազմի ապակին ամորֆ է, ինչը հնարավորություն է տալիս ձեռք բերել մեծ տրամագծով (~ 2 մմ) ձողեր, որոնք հարմար են սեղմման փորձարկումներ իրականացնելու համար։ Նմուշները սեղմվել են մինչև դեֆորմացիոն շերտերի հայտնվելը: Այնուհետև դրանք փայլեցվեցին՝ հեռացնելու գծավոր աստիճանները իրենց մակերեսի վրա, և այնուհետև նորից բեռնվեցին:

Պարզվեց, որ առաջին բեռնումից հետո հայտնված ժապավենները նորից հայտնվեցին, թեև մակերեսի վրա չկային սթրեսի խտացուցիչներ, որոնք կապված էին սայթաքման քայլերի հետ: Դա այդպես չէր լինի շերտերի լարվածության կարծրացման առկայության դեպքում: Լարվածություն-լարում կորերի ձևը ցույց է տալիս լարվածության կարծրացման բացակայությունը. պլաստիկ հոսքի համար պահանջվող լարվածությունը մնում է մոտավորապես հաստատուն:

3. Մետաղական ապակիների մեխանիկական հատկությունները

Լարվածության կարծրացման բացակայության պատճառով ապակիների դեֆորմացիան միակողմանի լարվածության ռեժիմում մեխանիկորեն անկայուն է, և պլաստիկ հոսքը վերածվում է ոչնչացման: Լարերի համար ձգումը ստեղծում է աղետալի կտրվածքի անկայունություն: Ժապավենի դեպքում պարանոցի ձևավորումը նախորդում է նման անկայունության առաջացմանը՝ պատռվելուց խուսափելու համար։ Այս դեպքում պարանոցը դժվար է հայտնաբերել, թեև կտրողի կողմնորոշումը հստակ ցույց է տալիս դրա գոյությունը, և ավելին. բարձր ջերմաստիճաններավելի զարգացած վիզ է ձևավորվում և հեշտությամբ նկատվում:

Մետաղական ապակիների շերտերի համար մշտական ​​խաչմերուկով, առաձգական կոտրվածքը բնորոշ է պատռվածքի տարածմանը, որը բնորոշ է բարձր ամրության նյութերի բարակ շերտերին: Ձախողումը սովորաբար սկսվում է բռնակներում՝ այնտեղ առկա լարվածության կոնցենտրացիաների պատճառով: Պատռվածքը տարածվում է այնպես, ինչպես պտուտակի տեղաշարժը հարթությունում, որը ուղղված է լարվածության առանցքի նկատմամբ ~ 45 ° անկյան տակ և ժապավենի մակերեսին նորմալ: Ճեղքին հարող պլաստիկ գոտում տեղի է ունենում տեղայնացված կտրվածքային դեֆորմացիա, իսկ դեֆորմացված նյութի երկայնքով՝ կտրվածքի ճեղքվածք:

Ճառագայթային սիմետրիկ նմուշում պոկվելու միտումը վերանում է, և կոտրվածքը տեղի է ունենում միաժամանակ կտրվածքի անկայունության հետ: ամբողջ ընթացքում խաչաձեւ հատվածըՁգման առանցքի նկատմամբ 45 ° անկյան տակ գտնվող նմուշում առաջանում է բացառիկ ուժեղ կտրող ժապավեն, որի երկայնքով տեղի է ունենում կտրվածքի խզում:

Ապակու կոտրվածքի մակերեսին սովորաբար նկատվում է փոքր հարթ շրջան, որը համապատասխանում է սկզբնական կտրվածքին: Մակերեւույթի մնացած մասը նշվում է «երականման նախշով», որն առաջին անգամ դիտել և նկարագրել է Լիմին: Օգտագործելով ստերեոսկանավորող էլեկտրոնային մանրադիտակ՝ Լիմին և նրա գործընկերները պարզել են, որ երակները հարթ ֆոնի վրա ուռած են: Կտրող սկավառակի ձևով ճեղքերն առաջանում են նյութից և տարածվում կտրող ժապավենի երկայնքով: Այնտեղ, որտեղ նրանք հանդիպում են, նյութը քայքայվում է ներքին պարանոցների ձևավորման միջոցով, ինչը հանգեցնում է սահուն կլորացված «երակների»: Կտրող սկավառականման ճաքերի առաջացումը տեղի է ունենում նմուշի լայնացման (ընդլայնման կամ կծկման) մասնակցությամբ։ Դրան նպաստում է այն փաստը, որ երբ ամորֆ մետաղալարը ձգվում է պարտադրված հիդրոստատիկ ճնշման պայմաններում, ճեղքվածքը գերադասելիորեն առաջանում է կտրվածքի գոտու արտաքին ծայրամասում: Այս դեպքում կոտրվածքի մակերեսին գերակշռում է սերտորեն բաժանված, մոտավորապես զուգահեռ երակների ընտանիքը, որոնք ուղղված են կտրվածքի ուղղությանը ուղղահայաց: Կոտրվածքի կարճ հատվածները տարածվում են տեղահանման օղակի պարուրաձև բաղադրամասերի նման՝ թողնելով երակներ, որոնք նման են եզրային տեղահանման դիպոլներին:

Լարի վերջնական կոտրվածքը, որը փորձարկվել է հոգնածության համար, միշտ տեղի է ունենում ընդհանուր հոսքի հետ միաժամանակ հատվածի մնացած մասի երկայնքով, որի երկայնքով հոգնածության ճեղքը դեռ չի տարածվել: Հիմքի ժապավենի խափանումը տեղի է ունենում նույն կերպ, եթե կիրառվող առաձգական լարվածությունը կազմում է հոսքի լարվածության մոտավորապես 99%-ը: Սթրեսի ցածր մակարդակի դեպքում ձախողումը տեղի է ունենում 45 ° անկյան տակ: Վերջին դեպքում, հոգնածության ճեղքից անմիջապես առաջ հատվածի կենտրոնական հատվածում առաջանում է եռակողմ ստրեսային վիճակ։ Աղետալի ձախողման մակերեսը ուղղված է լարվածության առանցքի 90 ° անկյան տակ: Մակրոսկոպիկորեն նման ոչնչացումը փխրուն է: Այս դեպքում հոգնածության ճեղքը տարածվում է իր ծագման վայրից կիսաշրջանաձև հատվածի վրա։ Դրան հաջորդում է արագ ոչնչացումը։ Կոտրվածքի մակերեսը, որը կողմնորոշված ​​է լարվածության առանցքի նկատմամբ 90 ° անկյան տակ, բնութագրվում է դասական V-աձև «շևրոն» նախշով, որի գծերը ուղղված են ճեղքի առաջացման վայրին։ Կոտրվածքի մակերեսին ավելի մոտիկից նայելով՝ շևրոններն ունեն սղոցաձև ձև, որի մակերեսները թեք են՝ կապված լարվածության առանցքի հետ: Այս մակերեսների մանրամասն ուսումնասիրությունը ցույց է տվել, որ դրանք ծածկված են հավասարազոր «երակային» նախշի նուրբ ցանցով։ Սա ցույց է տալիս, որ նույնիսկ հարթ դեֆորմացիայի մակրոսկոպիկ պայմաններում տեղային կոտրվածքը տեղի է ունենում կտրվածքով:

4. Շրջանակ

Մետաղական ակնոցների նկատմամբ հետաքրքրությունը սկզբնավորվել է առաջին հերթին տեխնոլոգիայի մեջ դրանց կիրառման հնարավորություններով՝ հիմնվելով այդ նյութերի անսովոր հատկությունների վրա։

Մետաղական ապակիների մեխանիկական հատկությունները հնարավորություն են տալիս դրանք օգտագործել որպես ամրացնող թելեր կոմպոզիտային նյութերօգտագործվում է շինարարության, ավիացիայի և սպորտի, ինչպես նաև բետոնի և նմանատիպ նյութերի ամրացման համար։ Ուժեղ ժապավենները կարող են օգտագործվել որպես պարույրներ՝ ճնշման անոթները ամրապնդելու կամ էներգիա կուտակելու համար օգտագործվող մեծ թռչող անիվներ կառուցելու համար: Բարձր կարծրությունը և հացահատիկի սահմանների բացակայությունը թույլ են տալիս գերազանց կտրող եզրեր, մասնավորապես, ածելիների համար: Մետաղական ապակուց պատրաստված աղբյուրների որոշ տեսակներ կարող են կիրառություն գտնել:

Մետաղական ապակիների մագնիսական հատկությունները բացում են դրանց օգտագործման հնարավորությունը որպես ինդուկտիվ բաղադրիչների միջուկների համար նյութեր: էլեկտրոնային սխեմաներ, ուժային տրանսֆորմատորներում, որտեղ նրանք կարող են փոխարինել սովորական հացահատիկի վրա հիմնված Fe-Si համաձուլվածքները, ինչպես նաև շարժիչներում՝ որպես մագնիսական պաշտպանության փափուկ մագնիսական նյութեր, որպես մագնիսական ձայնագրող գլխիկներ, սենսորներ, մեխանիկական ֆիլտրերի շարժիչներ և հետաձգման գծեր։

Իրենց էլեկտրական հատկությունների շնորհիվ մետաղական ապակիները կարող են օգտագործվել, օրինակ, որպես դիմադրողական ջերմաչափեր և ջեռուցիչներ ցածր ջերմաստիճաններում և ճշգրիտ դիմադրիչներ՝ զրոյական ջերմաստիճանի դիմադրության գործակիցով: Մետաղական ապակու գերհաղորդիչ շերտերն անզգայուն են ճառագայթման վնասների նկատմամբ և, հետևաբար, կարող են նախընտրելի լինել ջերմամիջուկային միաձուլման համար:

Նրանց լավ կոռոզիոն դիմադրությունը դրանք շատ արժեքավոր է դարձնում քիմիայի, վիրաբուժության, կենսաբժշկության համար: Այնուամենայնիվ, նման կիրառությունների համար, ընդհանուր առմամբ, մետաղական ակնոցները չպետք է լինեն ժապավենի նման, այլ ինչ-որ այլ ձևի:

Հնարավոր են նաև մետաղական ապակիների այլ կիրառումներ, օրինակ՝ փայլաթիթեղներ եռացնելուց, արտանետվող կաթոդներ, ապահովիչներ և ջրածնի կուտակիչներ:

Եզրակացություն

Սկզբում մետաղական ապակիները եղել են միայն գիտական ​​հետաքրքրության առարկա՝ որպես պինդ նյութի նոր, անսովոր վիճակ, սակայն այժմ դրանք ինտենսիվորեն կիրառվում են արդյունաբերության մեջ։

Մետաղական ապակիների տեսքը (ցածր կրիտիկական սառեցման արագությամբ համաձուլվածքներ, որոնք թույլ են տալիս ամորֆ վիճակում ստանալ մինչև 1 կգ և ավելի կշռող ձուլակտորներ) ստեղծել են դրանց օգտագործման հեռանկարը որպես կառուցվածքային նյութեր։ Մետաղական ապակիները նույնպես ունեն թերություններ. Նրանք ունեն բավականին ցածր ճկունություն, ինչպես նաև կորցնում են ուժը ծանրաբեռնվածության արագության աճով: Այնուամենայնիվ, միևնույն է, ամորֆ համաձուլվածքները կարելի է համարել ճկուն ակնոցներ. դրանք կարելի է ծակել և կտրատել շերտերով ձողերի մեջ, լարերի մեջ, դրանք կարելի է հյուսել և թեքել: Դրանք կարող են օգտագործվել հյուսած ցանցեր պատրաստելու համար, որոնք հաջողությամբ կփոխարինեն երկաթբետոնե սալերի, պարանների, երկարակյաց մանրաթելային կոմպոզիտների և մի շարք ապրանքների ամրացումը, ինչը կխնայի հսկայական քանակությամբ մետաղ:

Մատենագիտություն

1. Գիլման Դ.Դ., Լիմի Հ.Դ. Մետաղական ակնոցներ. Մ .: Մետալուրգիա. 1984.264 թթ.

2. Բոբրով Օ.Լ., Լապտև Ս. Ն. , Խոնիկ Վ.Ա. Սթրեսի թուլացում մեծածավալ մետաղական ապակի Zr52.5Ti5CU17.9Ni14.6 AII0 // Ֆիզ. 2004. T. 46. Թողարկում. 6, էջ 457 - 460։

3. Կոժուշկա Ա.Ա., Սինանի Ա.Բ. Պինդ մարմինների բեռնման արագությունը և փխրունությունը: // FTT. 2005. T. 47. Թողարկում. 5, էջ 812 - 815։

4. Ալշից Վ.Ի., Դարինսկայա Է.Վ., Կոլդաևա Մ.Վ., Պետրժիկ Է.Ա. Մագնիտոպլաստիկ ազդեցություն. հիմնական հատկություններ և ֆիզիկական մեխանիզմներ // Բյուրեղագրություն. 2003. T. 48. Iss. 2.S. 826-854.

5. Մորգունով Ռ.Բ., Բասկակով Ա.Ա., Տրոֆիմով Ի.Ն., Յակունին Դ.Վ. Ջերմային ակտիվացված պրոցեսների դերը NaCl-ի միաբյուրեղներում կետային արատների մագնիսազգայուն համալիրների ձևավորման գործում՝ Eu // FTT. 2003. T. 45. Թողարկում. 2.S. 257-258.

Տեղադրված է Allbest.ru-ում

...

Նմանատիպ փաստաթղթեր

Ալյումինի, պղնձի և դրանց համաձուլվածքների դասակարգումը, մակնշումը, կազմը, կառուցվածքը, հատկությունները և կիրառումը: Կառուցվածքային նյութերի պետական ​​դիագրամներ. Պլաստմասսաների ֆիզիկական և մեխանիկական հատկությունները և օգտագործումը, մետաղի և պոլիմերային նյութերի համեմատությունը.

ձեռնարկը ավելացվել է 11/13/2013


Մետաղական կոնստրուկցիաների առավելություններն ու թերությունները. Բեռների և ազդեցությունների դասակարգում. Մետաղական կոնստրուկցիաների կիրառություններ և տեսականին. Պողպատի ֆիզիկական և մեխանիկական հատկությունները. Քաղաքացիական և արդյունաբերական շենքերի մետաղական կոնստրուկցիաների հաշվարկ.

ներկայացումը ավելացվել է 02/23/2015


Կարճ ակնարկև պինդ նյութերի բնութագրերը: Մետաղական և ոչ մետաղական պինդ նյութերի խմբեր: Կոշտ համաձուլվածքների էությունը, կառուցվածքի առաջացումը և մեխանիկական հատկությունները: Չծածկված և ծածկված ցեմենտացված կարբիդների արտադրություն և օգտագործում:

վերացական, ավելացվել է 19.07.2010թ


Մետաղների համաձուլվածքների վիճակի դիագրամների կառուցման մեթոդաբանության ուսումնասիրություն. Համաձուլվածքների բյուրեղացման ժամանակ տեղի ունեցող ֆիզիկական պրոցեսների և փոխակերպումների ուսումնասիրություն: Ջերմային բուժման տեսակները. Քիմիական բաղադրիչների լուծելիության վրա ջերմաստիճանի ազդեցության վերլուծություն:

թեստ, ավելացվել է 21/11/2013


Մետաղների համաձուլվածքի շնորհիվ մետաղական նյութի գործառնական և տեխնոլոգիական հատկությունների բարելավում. Մետաղական համաձուլվածքների փուլերը. Փուլային հավասարակշռության դիագրամներ. Պինդ վիճակում բաղադրիչների անսահմանափակ լուծելիությամբ համաձուլվածքների վիճակը:

վերացական, ավելացվել է 31.07.2009թ


Մետաղական համաձուլվածքների հայեցակարգը. Կրկնակի համաձուլվածքների տեսակները. Թերմոդինամիկական հավասարակշռության պայմաններում համաձուլվածքի բաղադրիչների փոխազդեցության ժամանակ առաջացած արտադրանքները։ Երկուական համաձուլվածքների վիճակի դիագրամներ, հատկությունների փոփոխության բնույթը՝ կախված դրանց բաղադրությունից։

թեստ, ավելացվել է 12/08/2013


Օստենիտիկ և ազոտ պարունակող կոռոզիակայուն պողպատներ՝ արտադրության մեթոդներ, արտադրության տեխնոլոգիա, հալեցում, ջերմամեխանիկական մշակում, հիմնական հատկություններ։ Մետաղական էլեկտրոդները ջրով հովացվող բյուրեղացնողի մեջ էլեկտրախարամով հալեցնելու մեթոդ:

թեզ, ավելացվել է 19.06.2011թ


Մեքենայական ապակե խողովակներում օգտագործվող ապակու հիմնական տեսակները. Կերամիկական նյութերի հնարավոր միացումներ համապատասխան տեսակի ապակիների հետ։ Ապակու մակերեսի բուժում. Դրա հորատումը և կտրումը: Ապակի և հալված սիլիցիումի փորագրություն:

վերացական, ավելացվել է 28.09.2009թ


Արհեստական ​​ապակե զանգվածի արտադրության նյութեր. Ապակու հալման տեխնոլոգիա. Ֆիզիկական, մեխանիկական, ջերմային և էլեկտրական հատկություններ: Գազի թափանցելիություն և ապակիների գազազերծում: Քիմիական դիմադրություն. Հումք ապակու փչման աշխատանքների համար.

կուրսային աշխատանք, ավելացվել է 07/11/2009 թ


Մետաղների հալոցքներից մետաղական փրփուրների արտադրություն. Փրփուր ալյումինի և նիկելի փրփուրի հատկությունները. Մետաղական փրփուրների օգտագործումը մեքենաշինության, տիեզերական տեխնոլոգիաների, շինարարության և բժշկության մեջ: Դրանց օգտագործումը նվազեցնում է անցանկալի իոնների կոնցենտրացիան:

Մետաղական ապակիները կամ ամորֆ համաձուլվածքները ստացվում են հալոցքը բյուրեղացման արագությունը գերազանցող արագությամբ սառեցնելով։ Այս դեպքում բյուրեղային փուլի միջուկացումն ու աճը դառնում են անհնար, և մետաղը պնդացումից հետո ունենում է ամորֆ կառուցվածք։ Բարձր արագություններկարելի է հասնել սառեցման տարբեր մեթոդներայնուհանդերձ, արագ պտտվող սկավառակի մակերեսի վրա ամենից հաճախ օգտագործվող հալեցումը (Նկար 177): Այս մեթոդը թույլ է տալիս ստանալ ժապավեն, մետաղալար, հատիկներ, փոշիներ։

Սկզբունքորեն, ամորֆ կառուցվածք ստանալը հնարավոր է բոլոր մետաղների համար։ Ամորֆ վիճակն առավել հեշտությամբ ձեռք է բերվում Al, Pb, Sn, Cu և այլն համաձուլվածքներում: Ni, Co, Fe, Mn, Cr, ոչ մետաղների կամ կիսամետաղական տարրերի հիման վրա մետաղական ակնոցներ ստանալու համար՝ C, P, Si, B, As: , դրանց ավելացվում են Ս և ուրիշներ (ամորֆ տարրեր)։ Ամորֆ համաձուլվածքները հաճախ համապատասխանում են M 80 X 20 բանաձևին, որտեղ M-ը մեկ կամ մի քանի անցումային տարր է, իսկ X-ը մեկ կամ մի քանի ոչ մետաղներ կամ այլ ամորֆ տարրեր է (Fe 80 P 13 C, Ni 82 P 18, Ni 80 S 20 ):

Բրինձ. 177. Հալոցքից արագ սառեցման միջոցով ամորֆ համաձուլվածքների ստացման սխեման. ա - ձուլում սկավառակի վրա; բ - ձուլում երկու սկավառակների միջև; 1 - ինդուկտոր; 2 - հալեցնում; 3 - խառնարան; 4 - սկավառակ; 5 - ամորֆ նյութի ժապավեն

Մետաղների ամորֆ վիճակը մետակայուն է։ Տաքացման ժամանակ, երբ ատոմների շարժունակությունը մեծանում է, ընթանում է բյուրեղացման պրոցեսը, որն աստիճանաբար մետաղը (համաձուլվածքը) մի շարք մետակայունների միջով բերում է կայուն բյուրեղային վիճակի։ Ամորֆ համաձուլվածքների մեխանիկական, մագնիսական, էլեկտրական և կառուցվածքի նկատմամբ զգայուն այլ հատկությունները զգալիորեն տարբերվում են բյուրեղային համաձուլվածքների հատկություններից։ Բնութագրական հատկանիշամորֆ համաձուլվածքները բնութագրվում են առաձգականության բարձր սահմանով և զիջման ուժով՝ լարվածության կարծրացման գրեթե լիակատար բացակայությամբ:

Բարձր մեխանիկական հատկություններ

Ամորֆ կոբալտի վրա հիմնված համաձուլվածքները ունեն բարձր մեխանիկական հատկություններ:

Ամորֆ համաձուլվածքները հաճախ փխրուն են լարվածության տակ, բայց համեմատաբար ճկուն են ճկման և սեղմման ժամանակ: Կարելի է սառը փաթաթել։ Գծային կապ է հաստատվել երկաթի և կոբալտի վրա հիմնված համաձուլվածքների զիջման ուժի և կարծրության միջև: Ամորֆ համաձուլվածքների ուժը մոտ է տեսականին։ Դա պայմանավորված է, մի կողմից, բարձր
մ-ի արժեքը, իսկ մյուս կողմից՝ էլաստիկ մոդուլի E-ի ավելի ցածր արժեքներ (30-50%) բյուրեղային համաձուլվածքների համեմատ:

Երկաթի հիմքով և առնվազն 3-5% Cr պարունակող ամորֆ համաձուլվածքներն ունեն բարձր կոռոզիոն դիմադրություն: Ամորֆ նիկելի վրա հիմնված համաձուլվածքները նույնպես լավ կոռոզիոն դիմադրություն ունեն: Որպես փափուկ մագնիսական նյութեր օգտագործվում են ամորֆ համաձուլվածքներ Fe, Co, Ni՝ B, C, Si, P ամորֆ տարրերի 15-25% հավելումներով։

Ամորֆ համաձուլվածքների խմբեր

Փափուկ մագնիսական ամորֆ համաձուլվածքները բաժանվում են երեք հիմնական խմբի.

1. ամորֆ երկաթի վրա հիմնված համաձուլվածքներ մագնիսական ինդուկցիայի բարձր արժեքներով և ցածր հարկադրական ուժով (32-35 մԱ / սմ);
2. երկաթ-նիկել համաձուլվածքներ մագնիսական ինդուկցիայի միջին արժեքներով (0,75-0,8 T) և հարկադրական ուժի ավելի ցածր արժեքով, քան երկաթի համաձուլվածքները (6-7 մԱ / սմ);
3. ամորֆ կոբալտի վրա հիմնված համաձուլվածքներ՝ հագեցվածության համեմատաբար ցածր ինդուկցիայով (0,55 T), բայց բարձր մեխանիկական հատկություններով (900-1000 HV), ցածր հարկադրական ուժով և բարձր մագնիսական թափանցելիությամբ: Շնորհիվ շատ բարձր կոնկրետ էլեկտրական դիմադրության, ամորֆ համաձուլվածքները բնութագրվում են ցածր պտտվող հոսանքի կորուստներով, սա նրանց հիմնական առավելությունն է:

Մագնիսականորեն փափուկ ամորֆ համաձուլվածքները օգտագործվում են էլեկտրական և էլեկտրոնային արդյունաբերության մեջ (տրանսֆորմատորների մագնիսական սխեմաներ, միջուկներ, ուժեղացուցիչներ, խեղդող ֆիլտրեր և այլն): Կոբալտի բարձր պարունակությամբ համաձուլվածքները օգտագործվում են մագնիսական վահանների և մագնիսական գլխիկների արտադրության համար, որտեղ կարևոր է ունենալ բարձր մաշվածության դիմադրություն ունեցող նյութ:

Մետաղական ակնոցների կիրառման ոլորտը դեռևս սահմանափակ է նրանով, որ դրանք կարելի է ձեռք բերել հեղուկ վիճակից արագ սառեցման (մարելու) միջոցով միայն բարակ շերտերի (մինչև 60 միկրոն) մինչև 200 մմ և ավելի լայնությամբ կամ լարերի տեսքով։ 0,5-20 մկմ տրամագծով։ Այնուամենայնիվ, այս խմբի նյութերի զարգացման լայն հեռանկարներ կան:

Հեղինակները փորձել են ստեղծել հենց այնպիսի նյութ, որի համար կտրող ժապավենների առաջացման էներգիան շատ ավելի քիչ կլինի, քան դրանց ճաքերի վերածելու համար պահանջվող էներգիան։ Բազմաթիվ տարբերակներ փորձելուց հետո նրանք տեղավորվեցին պալադիումի, ֆոսֆորի, սիլիցիումի և գերմանիումի համաձուլվածքի վրա, ինչը հնարավորություն տվեց ստանալ մոտ 1 մմ տրամագծով ապակե ձողեր։ Արծաթի ավելացմամբ տրամագիծը հասցվեց մինչև 6 մմ; Նկատի ունեցեք, որ նմուշների չափը սահմանափակվում է նրանով, որ սկզբնական հալեցումը պահանջում է շատ արագ սառեցում:

«Հինգ տարրերը խառնելով՝ մենք հասնում ենք նրան, որ նյութը, երբ սառչում է, «չգիտի, թե «որ բյուրեղային կառուցվածքն ընդունի, և ընտրում է ամորֆ», - բացատրում է հետազոտության մասնակիցներից մեկը՝ Ռոբերտ Ռիչին: Փորձերը ցույց են տվել, որ նման մետաղական ապակին իսկապես համատեղում է ապակու բնորոշ կարծրությունը մետաղների համար ճաքերի տարածման բնորոշ դիմադրության հետ:

Դժվար չէ կանխատեսել, որ գործնականում չափազանց թանկ պալադիում պարունակող նոր նյութը հազվադեպ է օգտագործվելու, գուցե ատամնաբուժական կամ այլ բժշկական իմպլանտների արտադրության համար:

«Ցավոք, մենք դեռ չենք որոշել, թե ինչու է մեր համաձուլվածքն այդքան գրավիչ բնութագրիչներ», - ասում է մեկ այլ ներդրող Մարիոս Դեմետրիուն: «Եթե հաջողվի, կարող ենք փորձել ստեղծել պղնձի, երկաթի կամ ալյումինի հիման վրա ապակու ավելի էժան տարբերակ»:

Մետաղական ապակիները կամ ամորֆ մետաղները նոր տեխնոլոգիական համաձուլվածքներ են, որոնց կառուցվածքը բյուրեղային չէ, այլ ավելի շուտ անկազմակերպ, որոնցում ատոմները փոքր-ինչ պատահական դասավորվածություն են զբաղեցնում։ Այս առումով մետաղական ապակիները նման են օքսիդային ապակիներին, ինչպիսիք են սոդա կրաքարի ապակիները, որոնք օգտագործվում են պատուհանների և շշերի համար:

Որոշակի տեսանկյունից մետաղական ապակիների ամորֆ կառուցվածքը պատասխանատու է երկու կարևոր հատկության համար. Նախ, ինչպես մյուս տեսակի ապակիները, դրանք տաքացնելիս ենթարկվում են ապակու անցման գերսառեցված հեղուկ վիճակի: Այս վիճակում ապակու տարածելիությունը կարելի է վերահսկել բազմաթիվ եղանակներով՝ դրանով իսկ ստեղծելով մեծ թվով հնարավոր ձևեր, որոնք կարող են փոխանցվել ապակուն: Օրինակ, Liquidmetal Technologies-ը պատրաստել է գոլֆի կարճ մահակ:

Երկրորդ, ամորֆ ատոմային կառուցվածքը նշանակում է, որ մետաղական ապակին չունի բյուրեղային ցանցի թերություններ, այսպես կոչված տեղահանումներ, որոնք ազդում են սովորական համաձուլվածքների մեծ մասի ամրության հատկությունների վրա: Դրա ամենաակնառու հետևանքը մետաղական ապակիների ավելի մեծ կարծրությունն է, քան նրանց բյուրեղային նմանակները: Բացի այդ, մետաղական ապակիները ավելի քիչ կոշտ են, քան բյուրեղային համաձուլվածքները: Բարձր կարծրության և ցածր կոշտության համադրությունը մետաղական ակնոցներին տալիս է բարձր առաձգականություն՝ առաձգական դեֆորմացիայի էներգիա կուտակելու և այն ազատելու ունակություն:

Ամորֆ կառուցվածքի մեկ այլ հետևանքն այն է, որ, ի տարբերություն բյուրեղային համաձուլվածքների, մետաղական ապակիները թուլանում են դեֆորմացիայի պատճառով: «Դեֆորմացիայի ընդլայնումը» առաջացնում է դեֆորմացիայի կոնցենտրացիան շատ նեղ սայթաքման շերտերում, փոխանցման էլեկտրոնային մանրադիտակ:

Մետաղյա ապակի կամ թափանցիկ մետաղ.

Կալիֆորնիայի տեխնոլոգիական ինստիտուտը զարգացել է նոր մեթոդչափազանց հեռանկարային կառուցվածքային նյութերի արտադրություն՝ մեծածավալ մետաղական ապակիներ: Դրանք մի քանի մետաղների համաձուլվածքներ են, որոնք չունեն բյուրեղային կառուցվածք։ Դրանով նրանք նման են սովորական ապակու - այստեղից էլ անվանումը: Մետաղական ապակին առաջանում է, երբ հալոցները շատ արագ սառչում են, ինչի պատճառով նրանք պարզապես ժամանակ չունեն բյուրեղանալու և ամորֆ կառուցվածքը պահպանելու համար: Սկզբում այս կերպ նրանք սովորեցին ձեռք բերել մետաղական ակնոցների բարակ շերտեր, որոնք ավելի հեշտ է դարձնում արագորեն ջերմաստիճանը կորցնելը։ Զանգվածային մետաղական ակնոցների արտադրությունը շատ ավելի դժվար է:

Մետաղական ակնոցները շատ առավելություններ ունեն. Սովորական մետաղների և համաձուլվածքների բյուրեղյա վանդակները միշտ պարունակում են որոշակի կառուցվածքային թերություններ, որոնք նվազեցնում են դրանց մեխանիկական հատկությունները: Մետաղական ակնոցներում նման թերություններ չկան և չեն կարող լինել, հետևաբար դրանք հատկապես կոշտ են: Որոշ մետաղական ակնոցներ նույնպես ավելի լավ են դիմադրում կոռոզիային, քան չժանգոտվող պողպատը: Ուստի փորձագետները կարծում են, որ այս նյութերին պայծառ ապագա է սպասվում։

Մինչ այժմ մեծածավալ մետաղական ապակիներն ուներ մեկ կարևոր թերություն՝ ցածր պլաստիկություն: Նրանք լավ են դիմանում ճկմանն ու սեղմմանը, բայց ձգվելիս կոտրվում են։ Այժմ Դուգլաս Հոֆմանը և նրա գործընկերները հորինել են մետաղական ակնոցների արտադրության տեխնոլոգիա՝ հիմնված տիտանի, ցիրկոնիումի, նիոբիումի, պղնձի և բերիլիումի համաձուլվածքների վրա, ինչը հանգեցնում է նյութերի ծնունդին, որոնք ուժով չեն զիջում լավագույն տիտանին և պողպատին։ համաձուլվածքներ.

Մշակողները կարծում են, որ նախ կիրառություն կգտնեն օդատիեզերական արդյունաբերության մեջ, իսկ հետո, երբ հնարավոր կլինի նվազեցնել դրանց արժեքը, այլ ոլորտներում։

Մետաղական ապակի՝ ինչպես հաղթահարել փխրունությունը

Սկանավորող էլեկտրոնային մանրադիտակի տակ հստակ տեսանելի է կտրող ժապավենի աստիճանավոր կառուցվածքը:

Ճեղքերի եզրերի երկայնքով ձևավորվում են նման կտրող ժապավեններ, ինչը հանգեցնում է ճեղքի ծայրի քայքայման և կանխում դրա հետագա աճը:

Իրենց ամորֆ կառուցվածքի շնորհիվ մետաղական ապակիները կարող են լինել պողպատի պես ամուր և ճկուն, ինչպես պոլիմերային նյութեր, դրանք ունակ են էլեկտրական հոսանք անցկացնելու և բարձր կոռոզիոն դիմացկուն են։ Նման նյութերը կարող են լայնորեն օգտագործվել բժշկական իմպլանտների և տարբեր էլեկտրոնային սարքերի արտադրության մեջ, եթե ոչ մեկ տհաճ հատկություն՝ փխրունություն: Մետաղական ակնոցները փխրուն են և անհավասար դիմադրում են հոգնածությանը, ինչը կասկածի տակ է դնում դրանց հուսալիությունը: Բազմաբաղադրիչ ամորֆ մետաղների օգտագործումը լուծում է այս խնդիրը, սակայն միաձույլ մետաղական ապակիների դեպքում այն ​​դեռ արդիական է։

Որպես նոր ուսումնասիրության մի մաս: Բերկլիի լաբորատորիայի և Կալիֆորնիայի տեխնոլոգիական ինստիտուտի գիտնականների կողմից համատեղ իրականացված մեթոդ է հայտնաբերվել մեծածավալ մետաղական ակնոցների հոգնածության ուժը բարձրացնելու համար: Հոգնածությամբ բեռնված պալադիումի վրա հիմնված մեծածավալ մետաղական ապակիները նույնքան լավ էին գործում, որքան լավագույն կոմպոզիտային մետաղական ապակիները: Նրա հոգնածության ուժը համեմատելի է սովորաբար օգտագործվող պոլիբյուրեղային կառուցվածքային մետաղների և համաձուլվածքների հետ, ինչպիսիք են պողպատը, ալյումինը և տիտանը:

Բեռի տակ պալադիումի մետաղական ապակու մակերեսի վրա ձևավորվում է կտրող ժապավեն, որը զգալի դեֆորմացիայի տեղային տարածք է, որը ստանում է աստիճանավոր ձև: Այս դեպքում աստիճանները բաժանող ճեղքերի եզրերի երկայնքով առաջանում են նույն կտրող ժապավենները, որոնք բթացնում են ճաքերի գագաթները և կանխում դրանց հետագա տարածումը։

Պալադիումը բնութագրվում է սեղմման և կտրվածքի մոդուլի բարձր հարաբերակցությամբ: որը թաքցնում է ապակե նյութերին բնորոշ փխրունությունը, քանի որ բազմամակարդակ կտրող ժապավենների ձևավորումը, որոնք կանխում են ճաքերի հետագա աճը, պարզվում է, որ էներգետիկ առումով ավելի բարենպաստ է, քան մեծ ճաքերի ձևավորումը, ինչը հանգեցնում է նմուշի արագ ոչնչացմանը: Նյութի բարձր հոգնածության ուժի հետ մեկտեղ այս մեխանիզմները զգալիորեն մեծացնում են պալադիումի վրա հիմնված մեծածավալ մետաղական ապակու հոգնածության ուժը:

Ոչ բյուրեղային մետաղ կամ համաձուլվածք, որը սովորաբար ստացվում է հալած համաձուլվածքի գերհովացման միջոցով գոլորշու կամ հեղուկ նստվածքի միջոցով կամ արտաքին խթանման տեխնիկայի միջոցով։

Աղբյուրներ՝ www.nanonewsnet.ru, tran.su, www.razgovorium.ru, www.popmech.ru, enc-dic.com

Նևայի ճակատամարտ 1240 - Նևայի ճակատամարտ 1240, ռուսական և շվեդական զորքերի ճակատամարտ գետի ափին։ Նևա 1240 թվականի հուլիսի 15. Նպատակը ...

Չարիբդիս

Հին հունական դիցաբանության մեջ Սկիլան և Չարիբդիսը ծովային հրեշներ էին: Ըստ Հոմերոսի Ոդիսականի՝ Սկիլլան և Քարիբդիսը ...

Առաջին համաշխարհային պատերազմի բռնկման պատճառները

Համաշխարհային պատմության մեջ կան բազմաթիվ տարբեր իրադարձություններ, որոնք փոխել են բուն պատմության էությունը: Յուրաքանչյուր պատմական ժամանակաշրջանում եղել է ...