Новини кафедри гірничих машин та інжинірингу

Конкурс МАН.
Особливості формування метастабільних кристалічних і аморфних фаз в сплавах систем R-Ag (R - Ce, La, Nd)

На кафедрі гірничих машин та інжинірингу Національного гірничого університеті відбулося засідання другого етапу Всеукраїнського (обласного) конкурсу -захисту науково- дослідницьких робіт учнів - членів Дніпропетровського відділення Малої академії наук України по відділенню «Технічні науки».

Дослідницьку роботу на тему «Особливості формування метастабільних кристалічних і аморфних фаз в сплавах систем R-Ag (R - Ce, La, Nd)» виконав Підберезний Микола Дмитрович, учень 11 класу НВК № 36. Науковий керівник: Калініна Тетяна Володимирівна, кандидат фізико-математичних наук, доцент, Без'янов Олександр Олександрович, вчитель фізики.

На даний час розширюються галузі застосування швидкозагартованих металевих матеріалів, які експерти відносять до матеріалів ХХІ століття. Повне пригнічення процесів кристалізації призводить до утворення аморфних і нанокристалічних структур, які володіють граничним ступенем метастабільності, унікальним поєднанням електромагнітних, міцнісних і корозійних властивостей.

Використання нових аморфних і нанокристалічних сплавів як конструкційних матеріалів перспективно для створення приладів, машин і систем за допомогою яких можна вирішувати проблеми інформаційного забезпечення, енергозабезпечення, екології, підвищення ресурсу і безпеки сучасної техніки.

Серед відомих метастабільних станів найменш дослідженими є метастабільні кристалічні фази, які кристалізуються як при ЗРС, так і при подальшому відпалі аморфних фольг. Зокрема, в сплавах на основі легких лантаноїдів з Ag, згідно з даними попередніх досліджень, фіксуються метастабільні фази з ОЦК-решіткою, які кристалізуються без зміни хімічного складу.

Враховуючи актуальність досліджень процесів кристалізації метастабільних фаз вихідного складу, у даній роботі представлені результати рентгеноструктурного, металографічного і резистометричного аналізів сплавів систем R-Ag (R – Ce, La, Nd), отриманих ЗРС і відпалом попередньо аморфізованих фольг.

В результаті проведених експериментів отримані наступні висновки:

1. Структурними дослідженнями сплавів R100-xAgx ( R – Ce, La, Nd, x = 10 – 40), отриманих загартуванням з рідкого стану, отримані оцінні значення критичних швидкостей охолодження ' υк і '' υк , при яких, відповідно, пригнічуються процеси формування суміші рівноважних евтектичних фаз, а також поліморфної кристалізації метастабільної ОЦК-фази вихідного складу.

2. Поєднанням методів рентгенофазового та резистометричного аналізів показано, що перехід швидкозагартованих аморфних сплавів в структурно стійкий стан здійснюється шляхом послідовного розвитку процесів поліморфної кристалізації ОЦК-фази з наномасштабними розмірами кристалітів і її подальшого однофазного розпаду на суміш евтектичних фаз.

3. З використанням кінетичної ТЧП-діаграми пояснені особливості поліморфної кристалізації метастабільної ОЦК-фази в умовах ЗРС і відігрівання швидкозагартованих аморфних фольг, які обумовлюють відмінності розмірів зерен досліджуваної фази, що спостерігалися експериментально.