LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Фізика. Астрономія → Аморфізація розплавів метал-металоїд при швидкому охолодженні і еволюція аморфних фаз при нагріві

ДОНЕЦЬКИЙ ФІЗИКО-ТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ ім. О. О. ГАЛКІНА НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ






ТКАЧ Віктор Іванович




УДК 548.5: 539.213:669.15





АМОРФІЗАЦІЯ РОЗПЛАВІВ МЕТАЛ-МЕТАЛОЇД ПРИ ШВИДКОМУ ОХОЛОДЖЕННІ І ЕВОЛЮЦІЯ АМОРФНИХ ФАЗ ПРИ НАГРІВІ





01.04.07 – фізика твердого тіла







АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора фізико-математичних наук







Донецьк – 2003 р.

Дисертацією є рукопис

Робота виконана у Донецькому фізико-технічному інституті

ім. О.О. Галкіна НАН України



Офіційні опоненти:

доктор фіз.-мат. наук, професор,

лауреат Державної премії України

БРЕХАРЯ Григорій Павлович

Запорізький державний університет,

перший проректор


доктор фіз.-мат. наук, професор

ОЛЕМСКОЙ Олександр Іванович

Сумський державний університет,

завідувач кафедри фізичної електроніки


доктор фіз.-мат. наук, ст. наук. співробітник

КАМЕНЄВ Віктор Іванович

Донецький фізико-технічний інститут

ім. О.О. Галкіна НАН України,

завідувач відділу магнітних властивостей твердих тіл


Провідна установа

Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України (м. Київ), відділ кристалізації



Захист відбудеться "20" листопада 2003 року о _14_ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д11.184.01 Донецького фізико-технічного інституту ім. О.О. Галкіна НАН України за адресою: вул. Р. Люксембург, 72, Донецьк, 83114, Україна



З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці ДонФТІ ім. О.О. Галкіна НАН України.


Автореферат розісланий " 14 " _жовтня___ 2003 р.


Вчений секретар спеціалізованої

вченої ради Д 11.184.01

доктор фіз.-мат. наук, проф. Криворучко В.М.



ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ


Стан проблеми і актуальність теми. Розробка нових матеріалів з високими службовими характеристиками і методів їх одержання є одним із важливіших завдань сучасної фізики твердого тіла. Від прогресу у цій області залежить подальший розвиток сучасної науки, у тому числі інформаційних, нано- та біотехнологій, які у теперішній час відносяться до найбільш пріоритетних. З появою в останні десятиріччя методів надшвидкого охолодження розплавів увагу вчених та технологів привертають матеріали з гранично нерівноважною (аморфною) структурою. Причина цього інтересу полягає у тому, що матеріали у склоподібному стані мають унікальне сполучення поліпшених фізичних властивостей, що й обумовлює широке використання їх у промисловості.

Розроблені останнім часом методи гартування з рідкої та парової фаз, лазерної та електронної обробки, екстремальних пластичних деформацій, електрохімічного осадження істотно поширили коло речовин, які можна отримувати в аморфному стані. Дослідження аморфних матеріалів і процесів одержання та переходу їх у кристалічний стан складають основу для поглиблення фундаментальних уяв про природу взаємодій, що визначають структуру і фізичні властивості твердих тіл, а також про механізми фазових перетворень у нерівноважних умовах.

Головним процесом, який контролює формування аморфних фаз та їх стійкість, є кристалізація, яка відбувається у нерівноважних умовах. Багаторічні дослідження цього процесу, в яких приймали участь які багато видатних фізиків, металознавців, математиків і хіміків XVIII-XX століть, дозволили встановити основні закономірності росту кристалів за різними умовами - від формування злитків до росту епітаксіальних плівок. Однак чимало проблем, що пов'язані з утворенням кристалів в екстремально нерівноважних умовах, залишаються ще нерозв'язаними. До них, зокрема, відноситься невизначеність впливу термічної передісторії та релаксаційних процесів у розплавах і стеклах на процеси утворення кристалів, а також відсутність моделей, що адекватно описують кристалізацію розплавів і стекол, насамперед в неізотермічних умовах.

На цей час обсяги виробництва матеріалів з аморфною структурою виміряються тисячами тонн, при цьому основним методом їх одержання є гартування розплаву за методом спінінгування. Незважаючи на широке розповсюдження цієї технології, експериментальні дані щодо термічного режиму охолодження практично відсутні. У свою чергу відсутність надійно встановленої термічної передісторії ускладнює розробку коректних моделей процесів формування нерівноважних структур при гартуванні з розплаву та переходу їх до рівноважного стану (структурної релаксації і кристалізації). Внаслідок цього як пошук нових матеріалів з нерівноважними структурами, так і вибір режимів одержання швидкоохолоджених сплавів та їх термічної обробки, які оптимізують властивості, мають переважно емпіричний характер.

Актуальність розв'язання перелічених проблем зросла у 90-х роках у зв'язку з появою нового класу матеріалів з нанокристалічними структурами, які одержують шляхом контрольованої кристалізації аморфних фаз. У порівнянні з традиційними матеріалами високий рівень властивостей в аморфних і нанокристалічних сплавах може бути досягнутий при зниженому вмістові дефіцитних та/або дорогих компонентів. Ця обставина є особливо важливою для підприємств електротехнічної, приладобудівної, радіоелектронної і аерокосмічної галузей промисловості України, для яких ціла низка прецизійних сплавів є предметом експорту.

Відмітною особливістю дисертації є її комплексний характер, який полягає у дослідженні з єдиних позицій процесів релаксації і кристалізації у розплавах при охолодженні та в стеклах при нагріві. Ці дослідження спрямовані на встановлення взаємозв'язків між термічною передісторією, структурним станом, термічною стійкістю аморфних сплавів і їх фізичними властивостями.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертацію виконано у відділі електронних властивостей металів ДонФТІ НАН України відповідно до постанов Президії НАН України за темами: "Дослідження закономірностей формування аморфних металевих сплавів та встановлення чинників, які впливають на фізичні властивості" (1985-1988 рр., № держреєстрації 01840083436); "Дослідження електронних властивостей, формування та еволюції атомно-мікроскопічної і великомасштабної структури аморфних та мікрокристалічних матеріалів на металічній основі" (1989-1992 рр., № держреєстрації 019000118113); "Фізичні основи технології отримання сильнонерівноважних металевих матеріалів, їх релаксаційні та поглинальні характеристики" (1993-1994 рр., № держреєстрації 0193V039768); " Релаксаційні та розпадні явища в металооксидах, металевих аморфних та мікрокристалічних матеріалах" (1994-1997 рр., № держреєстрації 0194V021975);