Эффективные коэффициенты диффузии и термическая устойчивость структуры металлического стекла Fe48Co32P14B6
Васильев С.В.
1,2, Парфений В.И.1,2, Першина Е.А.
3, Аронин А.С.
3, Коваленко О.В.1, Ткач В.И.1
1Донецкий физико-технический институт им. А.А. Галкина, Донецк, Украина
2Донбасская национальная академия строительства и архитектуры, Макеевка, Украина
3Институт физики твердого тела Российской академии наук, Черноголовка, Московская обл., Россия
Email: vasils75@gmail.com, valeria.parfenii@gmail.com, pershina@issp.ac.ru, aronin@issp.ac.ru, vvs1241@mail.ru, stalker_1345@mail.ru
Поступила в редакцию: 30 июня 2020 г.
В окончательной редакции: 18 июля 2020 г.
Принята к печати: 27 июля 2020 г.
Выставление онлайн: 8 сентября 2020 г.
По результатам электронномикроскопических исследований частично закристаллизованных образцов металлического стекла Fe48Co32P14B6 впервые определены значения скорости линейного роста эвтектических колоний в диапазоне температур 679-717 K. По этим данным в рамках классической теории кристаллизации рассчитаны значения эффективных коэффициентов диффузии, контролирующей рост. Установлено, что температурная зависимость эффективных коэффициентов диффузии в стекле Fe48Co32P14B6 хорошо аппроксимируется уравнением типа Аррениуса, а их значения в диапазоне температур кристаллизации стекла оказались примерно на 2-3 порядка величины ниже, чем в промышленном стекле Fe40Ni40P14B6 Определены значения эффективного коэффициента диффузии и объемной плотности кристаллитов при температуре начала кристаллизации, найдена корреляция между предэкспоненциальными множителями и энергиями активации. Показано, что параметры, характеризующие эффективную диффузию в исследованном стекле, хорошо согласуются с опубликованными данными для эвтектически кристаллизующихся металлических стекол. Установлено, что физической причиной повышенной термической устойчивости структуры железокобальтового стекла по сравнению с Fe40Ni40P14B6 является более низкая подвижность атомов на межфазной границе стекло/кристалл. Ключевые слова: металлическое стекло, термическая устойчивость, линейный рост, эффективный коэффициент диффузии, объемная плотность кристаллов.
- В.И. Ткач, Е.А. Свиридова, С.В. Васильев, О.В. Коваленко. ФММ 118, 806 (2017)
- J.W. Cahn, W.B. Hillig, G.W. Sears. Acta Met. 12, 1421 (1964)
- L.V. Mikheev, A.A. Chernov. J. Cryst. Growth 112, 591 (1991)
- W.-L. Chan, R.S. Averback, Y. Ashkenazy. Phys. Rev. B 82, 020201 (2010)
- U. Koster, U. Herold, H.-G. Hillerbrand, J. Denis. J. Mater. Sci. 15, 2125 (1980)
- H.B. Aaron, D. Fainstein, G.R. Kotler. J. Appl. Phys. 41, 4404 (1970)
- D.G. Morris. Scr. Metallurg. 16, 585 (1982)
- Г.Е. Абросимова, А.С. Аронин, О.И. Баркалов, М.М. Дементьева. ФТТ 55, 1665 (2013)
- Дж. Кристиан. Теория превращений в металлах и сплавах. Мир, М. (1978). 806 с
- A.L. Greer. Acta Metallurg. 30, 171 (1982)
- P.M. Anderson, A.E. Lord jr. J. Non-Cryst. Solids 37, 219 (1980)
- V.V. Popov, V.I. Tkatch, S.G. Rassolov, A.S. Aronin. J. Non-Cryst Solids 356, 1344 (2010)
- S.V. Vasiliev, O.V. Kovalenko, K.A. Svyrydova, A.I. Limanovskii, V.I. Tkatch. J. Mater. Sci. 54, 5788 (2019)
- V.I. Tkatch, S.G. Rassolov, V.V. Popov, V.Yu. Kameneva, O.A. Petrenko. Mater. Lett. 58, 2988 (2004)
- S.A. Kostyrya, B. Idzikowski, V.I. Tkatch, V.V. Popov, S.G. Rassolov. Phys. Status Solidi B 243, 339 (2006)
- В.И. Парфений, Е.А. Свиридова, С.В. Васильев, В.И. Ткач. Тр. Кольского НЦ РАН. Химия и материаловедение 10, 270 (2019)
- C.V. Thompson, F. Spaepen. Acta Metallurg. 22, 1855 (1979)
- K.F. Kelton. In: Solid State Phys. Advances in Research and Application / Eds H. Ehrenreich, D.Turnbull. Acad. Press, N. Y. (1991). P. 75
- H.E. Kissinger. J. Res. Nature Bur. Stand. 57, 217 (1956)
- C.V. Thompson, A.L. Greer, F. Spaepen. Acta Metallurg. 31, 1883 (1983)
- V.I. Tkatch, A.I. Limanovskii, V.Yu. Kameneva. J. Mater. Sci. 32, 5669 (1997)
- N.X. Sun, K. Zhang, X.H. Zhang, X.D. Liu, K. Lu. Nanostruct. Mater. 7, 637 (1996)
- F. Faupel, W. Frank, M.-P. Macht, H. Mehrer, V. Naundorf, K. Ratzke, H.R. Shrober, S.K. Sharma, H. Teichler. Rev. Mod. Phys. 75, 237 (2003)
- Г.Б. Федоров. В сб.: Подвижность атомов в кристаллической решетке / Под ред. В.Н. Свечникова. АН УССР, Киев (1965). С. 40
- A. Yelon, B. Movaghar, H.M. Branz. Phys. Rev. B 46, 12244 (1992)
- O.V. Kovalenko, S.V. Vasiliev, V.I. Tkatch. J. Non-Cryst. Solids 518, 36 (2019)
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.