Фазовый состав и физические свойства быстроохлажденных сплавов Со − Ве

Abstract

RU: Постановка проблемы. Работа посвящена исследованию влияния закалки из расплава на особенности формирования метастабильных состояний и физические свойства сплавов Со − 23 % Ве и Со − 50 % Ве (ат. %). Методика. Закалка из жидкого состояния проводилась по известной методике splat-охлаждения. Оцененные по толщине фольги скорости охлаждения расплава составляли ~106...107К/с. Литые образцы получали при помощи печи Таммана литьем расплава в медную изложницу с зазором D = 0,5 мм. При этом оценочная скорость охлаждения составляла ~ (2...3)·103 К/с. Рентгеноструктурный анализ (РСА) проводился на установке УРС-2.0 в фильтрованном кобальтовом Кa-излучении и на дифрактометре ДРОН−2.0 в монохроматизированном медном излучении. Микротвердость измерялась на микротвердомере ПМТ-3 при нагрузке 50 г с точностью ± 30..50 МПа. Магнитные исследования проводились на вибрационном магнитометре с напряженностью магнитного поля до 500 кА/м путем сравнения сигнала от быстроохлажденного образца с образцом чистого никеля, для которого точно установлена удельная намагниченность. Точность определения периода кристаллической решетки сплава с учетом экстраполяции угла отражения на 90 0 составляла ±3·10-4нм. Результаты. Методом закалки из жидкого состояния (ЗЖС) в сплавах Со − Ве обнаружено образование однородных сильнопересыщенных (до 23 ат. % Ве) твердых растворов, имеющих состав исходной жидкости (С0). При максимально достигнутых (107К/с) скоростях охлаждения расплава, достаточных для формирования твердого аморфного состояния, не удается, однако, предотвратить процессы упорядочения в конгруэнтной эквиатомной фазе СоВе (тип СsCl). Научная новизна. Экспериментально подтверждено значительное при ЗЖС переохлаждение расплава ниже температуры распада фаз эвтектоидного состава b1 в сплавах Со − Ве. Показана положительная роль метода ЗЖС в повышении уровня механических и магнитожестких характеристик быстроохлажденных пленок. Практическая значимость. Сплавы Со − Ве с пониженной за счет бериллия плотностью в виде закаленных из расплава пленок могут найти применение в современных высокотехнологичных материалах микроэлектроники.

UK: Постановка проблеми. Робота присвячена дослідженню впливу гартування з розплаву на особливості формування метастабільних станів і фізичні властивості сплавів Со − 23 % Ве і Со − 50 % Ве (ат. %). Методика. Гартування з рідкого стану проводилося за відомою методикою splat-охолодження. Оцінені за товщиною фольги великі швидкості охолодження становили ~ 106…107 К/с. Литі зразки сплавів були отримані за допомогою печі Таммана литтям розплаву у мідну виливницю із зазором D = 0,5 мм. Оцінена швидкість охолодження становила ~ (2…3)·103 К/с. Рентгеноструктурний аналіз (РСА) проводився на установці УРС−2.0 у фільтрованому кобальтовому Кa-випромінюванні та на дифрактометрі ДРОН−2.0 у монохроматизованому мідному випромінюванні. Мікротвердість вимірювалася за допомогою мікротвердоміра ПМТ−3 за умови навантаження 50 г із точністю ± 30..50 МПа. Магнітні дослідження проводилися на вібраційному магнітометрі з напруженістю магнітного поля до 500 кА/м шляхом порівняння сигналу від швидкоохолодженого зразка із сигналом від зразка чистого нікелю, для якого точно встановлена питома намагніченість. Точність визначення періоду кристалічної решітки сплаву з урахуванням екстраполяції кута відображення на 90 0 становила ± 3·10-4 нм. Результати. Методом ґартування з рідкого стану (ҐРС) у сплавах Со − Ве виявлено утворення однорідних сильнопересичених (до 23 ат. % Ве) твердих розчинів, що мають склад вихідної рідини (С0). За максимально досягнутих (107 К / с) швидкостей охолодження розплаву, що є достатніми для формування твердого аморфного стану, не вдається запобігти процесам упорядкування у конґруентній еквіатомной фазі СоВе (тип СsCl). Наукова новизна. Експериментально підтверджено значне за ҐРС переохолодження розплаву нижче температури розпаду фаз евтектоїдного складу b1 в сплавах Со − Ве. Показано позитивну роль методу ҐРС у підвищенні рівня механічних і магнітожорстких характеристик швидкоохолоджених плівок. Практична значимість. Сплави Со − Ве із зменшеною за рахунок берилію густиною у вигляді загартованих із розплаву плівок можуть знайти застосування в сучасних високотехнологічних матеріалах мікроелектроніки.

EN: Purpose. This paper is devoted to the study of the effect of quenching from the melt on the features of the formation of metastable states and the physical properties of Co − 23 % Be and Co − 50 % Be alloys (at. %). Methodology. Quenching from a liquid state was carried out by a known technique of splat-quenching. Cooling rate estimated by foil thickness was ~ 106…107 K/s. Cast alloy samples were obtained by Tamman furnace using a copper mold with a gap of D=0,5 mm. In this case, the estimated cooling rate was ~ (2…3)·103 K/s. The X-ray diffraction analysis was carried out with the use of the URS-2.0 X-ray equipment in filtered cobalt Кa-radiation and by DRON-2.0 diffractometer in monochromatic copper radiation. Microhardness was measured on the PMT−3 microhardnessmeter at a load of 50 g with an accuracy of ± 30..50 MPa. Magnetic studies were carried out on a vibration sample magnetometer with a magnetic field of up to 500 kA/m by comparing the signal from a splat-quenched sample with a sample of pure nickel, for which the specific magnetization was precisely determined. The accuracy of determining the period of the crystal lattice of the alloy, taking into account the extrapolation of the reflection angle by 90 0, was ± 3·10–4 nm. Findings. The formation of homogeneous highly supersaturated (up to 23 at. %) solid solutions having the composition of the initial liquid (С0) was revealed in Co − Be alloys by the method of quenching from the liquid state. At the maximum cooling rates (107 K/s), which are sufficient to form a solid amorphous state, it is not possible to prevent ordering processes in the congruent equiatomic phase of Co − Be (type CsCl). Originality. It was experimentally confirmed that under the conditions of quenching from a liquid state a significant supercooling of the melt below the decay temperature of the phases of the eutectoid composition b1 in the Co − Be alloys. The positive role of the QLS method in increasing the level of mechanical and hard-magnetic characteristics in rapidly-quenched films is shown. Practical value. Co-Be alloys in the form of splat-quenched films can be used in modern high-tech materials of microelectronics.