Аморфные сплавы упругость

Аморфное состояние металлов метастабильно. При нагреве, когда подвижность атомов возрастает, протекает процесс кристаллизации, что постепенно приводит металл (сплав) через ряд мета-стабильных в стабильное кристаллическое состояние. Механические, магнитные, электрические и другие структурно-чувствительные свойства аморфных сплавов значительно отличаются от свойств кристаллических сплавов. Характерной особенностью аморфных сплавов являются высокий предел упругости и предел текучести при почти полном отсутствии деформационного упрочнения. [c.372]

При изготовлении пленок из сплавов обычно используется одновременное напыление нескольких элементов. В основе метода лежит различие в упругости паров элементов, входящих в состав сплава. Однако регулировать состав получаемой пленки довольно трудно. Поскольку обычно температура Тх у сплавов сравнительно высока, то легко добиться, чтобы температура подложки была ниже Тх, что и делают, например, в случае получения сплава железа с 10% (ат.) германия, у которого 7 = 130 К- Все же для получения аморфных сплавов этот метод можно применять лишь ограниченно. В частности, при изготовлении аморфных сплавов, состоящих из элементов с сильно различающейся упругостью паров, необходимо тщательно регулировать скорость напыления разных элементов. При этом нужно поддерживать постоянство количественных соотношений между элементами, осаждаемыми на подложку. Здесь в последнее время начинают применяться методы машинного контроля. Скорость напыления определяется сортом элементов, уровнем вакуума, структурой подложки и обычно составляет 0,5— 1,0 нм/с. [c.31]

Рис. 3.41. Парные функции распределения g(r) с высоким разрешением для аморфного сплава Pd — 20% (ат.) Si [32] а — результаты эксперимента по упругому рассеянию импульсных нейтронов б — модель трехгранных призм

Возникает вопрос, какие особенности характерны для упругих постоянных аморфных металлов и в чем состоит их отличие от упругих постоянных кристаллических металлов Для ответа на этот вопрос прежде всего рассмотрим некоторые экспериментально определенные упругие постоянные кристаллических и аморфных металлов, приведенные в табл. 8.Ь К сожалению, из-за того, что аморфные металлы обычно получаются только в виде тонкой ленты, проведено довольно мало экспериментов по определению упругих постоянных аморфных металлов, а поскольку точность этих экспериментов низка, можно лишь качественно судить об их величине. Все же из таблицы видно, что модуль сдвига G аморфного сплава меньше на 30% и более, чем модуль сдвига того кристаллического металла, который является основой сплава. Такая же закономерность наблюдается и в отношении модуля Юнга. Во всех случаях модуль Юнга Е, модуль сдвига G, модуль объемной упругости В аморфных сплавов на 30—50% меньше, чем аналогичные величины для кристаллических металлов, входящих в соответствующий сплав в качестве его основы. [c.224]

При этом металлические стекла имеют характеристики упругости (модули Юнга Е и сдвига G), на 25...30 % более низкие по сравнению со свойствами сплавов в кристаллическом состоянии. Коэффициент теплового расширения части таких материалов близок к нулю. При переходе в аморфное состояние сплавов на основе переходных металлов (железа, кобальта, никеля) значительно снижаются намагниченность и температура Кюри. При комнатной температуре коэрцитивная сила и индукция насыщения магнитомягких металлических стекол несколько ниже, а удельное электрическое сопротивление на два-четыре порядка выше по сравнению с материалами в кристаллическом состоянии, т.е. уровень электромагнитных потерь в аморфных сплавах значительно ниже. [c.317]

Основными параметрами пластического течения аморфного сплава являются скорость движения полосы скольжения и предел текучести. На микроуровне прочность аморфных сплавов, как и в случае кристаллических тел, определяется модулями упругости. [c.129]

Эффект упругого последействия заключается в том, что при внезапной разгрузке образца он мгновенно сокращается на величину упругой деформации = а/ , достигнутую при нагрузке, а затем медленно сокращается. В данном случае кривая разгрузки (рис. 81, справа) является опрокинутым зеркальным отображением кривой нагрузки (рис. 81, слева). Такое поведение характерно для различных металлов и сплавов, в том числе и для аморфных сплавов. Этот эффект можно трактовать как проявление "памяти" материала о воздействиях на него. [c.119]

На микроуровне прочность аморфных сплавов, как и в случае кристаллических тел, определяется упругими модулями. Максимальную прочность на сдвиг можно оценить по соотношению [486] [c.297]

Уже отмечалось, что сопротивление сдвигу аморфного сплава в условиях, отвечающих идеальной пластичности, характеризуется развитием деформации в полосах скольжения, в то время как основной объем остается деформированным упруго (негомогенная деформация). Такое течение нечувствительно к температуре (см. рис. 154) и скорости деформации и характеризуется, как и в случае идеальной пластичности, отсутствием стадии упрочнения. При негомогенном течении суммарная деформация определяется числом полос сдвига, что приводит к сильной зависимости общей пластической деформации от числа полос скольжения, определяемого напряженным состоянием, при котором осуществляется деформация. Это не позволяет по виду кривой растяжения судить о пластических свойствах материала. [c.297]

Особая область применения аморфных сплавов на основе железа с добавками кобальта — это элементы магнитно-механических систем, поскольку они обладают высокой магнитострикцией, особыми упругими свойствами и высокой чувствительностью магнитных свойств к приложенным нагрузкам. Они используются для магнитострикционных вибраторов, линий задержки, механических фильтров, упругих датчиков. Сплавы с низкой температурой Кюри применяют как датчики температуры. [c.556]

Для получения информации об упругих свойствах аморфных сплавов используют метод изгиба при многочисленных модификациях этой методики 12.141. Следует однако, отметить, что как и в случае одноосного растяжения, здесь наблюдается высокая чувствительность механических характеристик к геометрии и качеству поверхности ленточных образцов. Применение метода внутреннего трения для изучения неупругих свойств аморфных сплавов ограничено сложностью трактовки получаемых результатов в связи с отсутствием удовлетворительной модели. этого явления применительно к аморфному состоянию [12.151. [c.172]

Аморфные сплавы, обладающие уникальным сочетанием механических и магнитных свойств, дали новый импульс разработке датчиков, использующих эффект магнитно-упругого взаимодействия. Так как в аморфных материалах отсутствует анизотропия какого- [c.610]

Таблица 3.59. Упругие свойства аморфных бинарных сплавов [33—39,41]

Таблица 3.60. Упругие свойства аморфных "многокомпонентных сплавов [33 4

В первой части гл. 8 последовательно описаны закономерности упругих и Прочностных. свойств, а также процессы деформации и разрушения. Подчеркнута такая характерная черта аморфных сплавов, как высокая вязкость разрушения в сочетании с высокой прочностью. Рассмотрена также зависимость механических свойств от температуры и скорости. деформирования. В аморфных сплавах ниже некоторой температуры Гр пластическая деформация протекает крайне неоднородно — она сосредоточена в полосах деформации, которые на стадии разрушения служат источником трещин. Выше Тр пластическая деформация становится однородной. На первом температурном участке прочность сравнительно слабо зависит от скорости деформирования, на втором эта зависимость выражена ярко. Темп уменьшения прочности с повышением температуры резко возрастает при Т>Тр, а разрушение при этом происходит после образования шейкн. Кривые ползучести аморфных сплавов имеют вид, идентичный кривым ползучести кристаллических металлов, но природа их специфического вида совершенно разная, поскольку дислокационный механизм развития ползучести для аморфных сплавов не приемлем. В стности, процесс установившейся ползучести в аморфных металлах связан с механизмом вязкого течения и осуществляется путем диффузии. [c.20]

Растяжение также является эффективным средством улучшения свойств магнитномягких аморфных материалов. Так как магнитоупругая энергия, например, у ленты с положительной магнитострик-цией, в направлении растяжения снижается, намагничивание в этом направлении осуществляется легко. Следовательно, при приложении растягивающей магрузки форма петли гистерезиса более приближена к прямоугольной. На рис. 5.40 показано изменение коэрцитивной силы и остаточной намагниченности при растяжении аморфного сплава на основе железа с магнитострикцией, равной (30- -40)10-8. Влияние растяжения на магнитные свойства кристаллических веществ известно давно. Для аморфных сплавов характерно то, что эффект растяжения может проявляться вплоть до довольно больших значений нагрузки. Связано зто с тем, что предел упругости аморфных лент в несколько раз больше предела упругости кристаллов [100], поэтому закрепление границ доменов. [c.158]

На рис. 5.43 приведены данные о величине Хе при высоких частотах, из которых видно, что Хе аморфных сплавов значительно -превосходит Це пермаллоев — широко используемых в настоящее время кристаллических металлических сплавов с высокой магнитной проницаемостью. Кроме того, эти аморфные сплавы, наряду с высокой магнипной проницаемостью, обладают также высоким пределом упругости и высокой износостойкостью, что также дает им существенные преимущества перед пермаллоями. Хорошим примером практического использования аморфных сплавов этого типа является применение их для изготовления магнитных головок. [c.163]

На рис. 8.2 показана связь между растягивающей нагрузкой и удлинением при деформации образцов аморфного сплава Pd8oSi2o при комнатных температурах. Для абсолютно упругих тел удлинение линейно зависит от напряжения. [c.225]

При облучении электронами или нейтронами в кристаллических металлах и сплавах в больших количествах образуются вакансии и поры, что приводит к снижению их пластичности. В этой связи понятна важность изучения влияния облучения на механические свойства аморфных металлов. Обратимся к табл. 8.3 [29]. В ней приведены значения некоторых механических свойств аморфного сплава PdsoSiao ДО и после облучения нейтронами (доза облучения составляла 5-10 нейтронов на 1 см ). Напряжение разрушения и предельное удлинение, в отличие от кристаллических металлов, почти не изменяются при облучении. Однако модуль Юнга после облучения уменьшается на 10%, что вызывает увеличение упругой деформации. Это же является причиной так называемого разупрочнения . В работе [30], по- таблица 8.3. Влияние облучеян свяш,енной изучению влияния облучения нейтронами на структуру аморфных сплавов, указывается, что при облучении, предположительно, происходит увеличение свободного объема и нарушение ближнего порядка. Однако в целом можно считать, что аморфные металлы по сравнению с кристаллическими Обладают превосходной стойкостью по отношению к нейтронному облучению. [c.241]

В заключение отметим работы Панина с сотр. [137, 420] по созданию материалов с демпфирующими структурами методами порошковой металлургии. По своей функциональной роли демпфирующие структуры подобны сдвиго-неустойчивым фазам в аморфных сплавах. Их роль сводится к следующему. Кристаллографическая анизотропия нагруженных поликристаллических сплавов приводит к тому, что поликристаллы испытывают различную упругую деформацию. Вследствие этого на границе раздела возникает невязка, а в местах стыка зерен появляются пиковые контактные напряжения, превосходящие уровень средних напряжений. Это обусловливает преждевременное зарождение трещин в этих областях. [c.260]

Особые свойства аморфных сплавов как магнитно-мягких материалов обусловлены механизмом диссипации энергии при подведении внешней энергии. В силу своего структурного состояния они не способны дис-сипировать энергию путем пластической деформации, и поэтому их можно деформировать упруго в достаточно широком интервале напряжений без ухудшения магнитных свойств (пластическая деформация ухудшает магнитные свойства материала). Этим в значительной мере обусловлена достаточно широкая область применения аморфных сплавов как ма-терилов с особыми магнитными свойствами. Кроме того, в аморфных сплавах в большей степени, чем в сплавах с кристаллическим строением проявляются эффекты магнитного последействия [493]. Это связано со стабилизацией границ доменов вследствие композиционного направленного упорядочения. Для магнитного последствия характерны обратимость магнитных свойств по отношению к магнитному и термическому воздействиям. Стабилизация границ доменов (магнитного последействия) влияет на гистерезисные свойства аморфных сплавов, что является важным способом улучшения комплекса гистерезисных магнитных свойств аморфных материалов. Улучшенным комплексом магнитных свойств обладают и мелкокристаллические сплавы с размером зерна менее 10-50 мкм. [c.302]

Предложено несколько методов оценки механических свойств аморфных сплавов. Применительно к ленточным образцам широкое распространение получили испытания на одноосное растяжение, поскольку они дают обширную информацию о механических характеристиках. На рис. 12 приведена типичная кривая напряжение-деформация, характеризующая основные закономерности механического поведения аморфных сплавов высокие значения пределов упругости и текучести, отсутствие деформационного упрочнения и невысокое, но ненулевое значение макроскопической деформации до разрушения. Тем не менее испытания ленточных аморфных сплавов на растяжение имеют ряд существенных недостатков, часть из которых принципиально неустранима. Энергия, высвобождающаяся при пластической деформации, меньше упругой энергии, сосредоточенной в испытательной машине обычного типа. Это приводит к катастрофическому разрушению в процессе одноосного растяжения. Степень катастрофического течения зависит от запаса упругой энергии в деформирующей системе и пропорциональна величине (mjky , где т VL k — соответственно эффективная масса и жесткость испытательной машины. Более Пассивная нагружающая система, хотя и увеличивает продолжительность нестабильного течения, но делает его начало более затруднительным. [c.170]

Аморфное состояние метастабильно и если превышается определенная температура, характерная для каждого сплава, то он переходит в устойчивое кристаллическое состояние. В аморфном состоянии у ряда сплавов наблюдается при сохранении пластичности повышенная твердость и упругость заметно возрастают некоторые электрические и магнитные свойства и, самое главное, сплавы легче пассивируются и коррозионная стойкость их повышается. Повышение коррозионной стойкости аморфного состояния сплавов определяется не только облегчением возникновения пассивации, но и более совершенным пассивным состоянием, что обусловлено гомогенной и однородной поверхностью сплава в аморфном состоянии (отсутствие различных фаз, границ зерен, межзеренной ликвации, инородных включений). В настояшее время получены аморфные сплавы на основе самых разнообразных металлических систем. Максимальный эффект повышения коррозионной стойкости при переходе в аморфное состояние наблюдается для металлических систем, склонных к переходу в пассивное состояние. В настоящее время выполнено большое количест во работ, посвященных исследованию ряда сплавов на основе системы Fe—Сг, содержащих значительное количество углерода, фосфора или бора в качестве аморфизаторов. Так, в ранних работах японских авторов [250—252] описаны свойства сплава на основе железа, содержащего 13 % (ат.) Сг (или 14% по массе) 13% (ат.) Р (или 8% по массе) 7% (ат.) С (или 1,7% по массе). Установлено, что сплав имеет повышенную нассивируемость в растворах кислот, не подвергается питтинговой коррозии даже в подкисленных растворах Fe ls. Значительное количество исследований аморфных сплавов на основе Ре—Сг, а также Ti выполнено и в СССР [254—259]. [c.337]

Аморфные тела вследствие их структурных особенностей являются упругоизотропными. Сравнивая некоторые упругие постоянные кристаллических и аморфных металлических материалов (табл. 2.11), можно наблюдать следующую закономерность. Во всех случаях модуль Юнга Е, модуль сдвига О, модуль объемной упругости В аморфных сплавов на 30+50 % меньше аналогичных величин для кристаллических металлов Е 10+60. Это объясняется тем, что отсутствует регулярность в расположении атомов, а следовательно, средняя сила межатомного взаимодействия в аморфном состоянии слабее, чем в кристаллическом, и в структуре присутствует свободный объем. [c.217]

АВТОВОЛНОВЫЕ УПРУГИЕ И ПЛАСТИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ ПРИ НАПРАВЛЕННОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ АМОРФНЫХ МАГНИТНОМЯГКИХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ [c.70]

В дшшой роботе рассмотрены упругие и пластические эффекта, сопровождающие основной структурный переход при стобилизирующей обработке с упорядочением — сдвиговой (бездиффузионной) направленной кристаллизацией аморфных магнитно-мягких металлических сплавов типа переходный металл — металлоид преимущественно на основе железа и никеля, подученных методом спиннингования. [c.70]

Магнитоупругий (магнитомеханический) резонанс обусловлен зависимостью модуля Юнга E j от магнитного поля, которая, в свою очередь, появляется из-за добавления к упругой деформации магнитострикцион-ной деформации, зависящей от ориентации вектора намагниченности. Наибольшее отличие модуля Юнга в состоянии магнитного насыщения от модуля Юнга в размагниченном состоянии (так называемый АЕ-эф-фект) наблюдается в образце с высокой магнитострикцией и с поперечной магнитной анизотропией, когда векторы намагниченности доменов расположены перпендикулярно направлению приложения поля. Такое состояние создается с помощью отжига в поперечном магнитном поле. К аморфной ленте с поперечной анизотропией вдоль ее длины прикладывается постоянное магнитное поле Н и переменное поле с малой амплитудой. Переменное поле из-за эффекта магнитострикции вызывает колебания размеров образца с частотой, в два раза большей частоты магнитного поля. Вдоль образца распространяется упругая волна со скоростью звука, равной (- ///у) , где у — плотность сплава. Резонанс наблюдается, когда на длине образца L укладывается целое число п полуволн, т. е. при частоте [c.558]

Исследования стекол и аморфных металлических сплавов, выполненные после 1985 года, показывают, что для неупорядоченных материалов характерна своеобразная наноструктура. Подтверждением нанонеоднородной структуры аморфных металлических сплавов служат, в частности, результаты дифракционных и электронно-микроскопических исследований [1-11], рассмотренные в предгпествуюгцих разделах. Аналогичные выводы о нанонеоднородном строении стекол и аморфных вегцеств были независимо сделаны на основе исследований низкоэнергетических колебательных спектров и свойств, определяемых спектральным распределением упругих колебаний. Кратко рассмотрим результаты этих исследований. [c.183]

Примерами сплавов аморфных полимеров I группы с кристаллическими полимерами II и III групп являются сплавы полистирола с этиленом низкой плотности (ПС — ПЭ) [37—40], полистирола и полиамида (ПС — ПА) [39, 40], поликарбоната и полиэтилентере-фталата (ПК — ПЭТФ) [41]. Модуль упругости первых двух сплавов складывается практически по правилу аддитивности из модулей упругости компонентов с учетом их объемных долей [37—40]. Показатели прочности сплавов обычно ниже рассчитываемых по правилу аддитивности (рис. IV.6, кривая 1). Это характерно для несовместимых [c.149]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...