Методы получения аморфных металлов

МЕТОДОВ ПОЛУЧЕНИЯ АМОРФНЫХ МЕТАЛЛОВ [c.29]

Рис. 2.1. Методы получения аморфных металлов

Т а б л и ц а 2.1. Методы получения аморфных металлов [c.30]

Па, в пленку попадает много остаточного газа. Кроме того, довольно сильно нагревается подложка. Поэтому этот метод пригоден только для получения сплавов с высокой температурой кристаллизации. Получить же чистые аморфные металлы этим методом практически невозможно. [c.33]

Свойства аморфных металлов и сплавов могут сильно изменяться в зависимости от их химического состава. То обстоятельство, что, в отличии от стабильного кристаллического состояния, при получении аморфного состояния можно достаточно произвольно смешивать многие элементы, весьма существенно отражается на особенностях аморфных сплавов, сильно отличающихся по свойствам от своих кристаллических аналогов. В этом смысле крайне необходима разработка методов прогнозирования составов аморфных сплавов. [c.293]

При получении аморфных сплавов типа металл - металлоид путем электролитического осаждения точный состав продукта в значительной степени зависит от условий осаждения и состава ванны. Аморфные сплавы можно получать методами электролитического осаждения, если в состав ванны введено Ю+ЗО % ат. фосфора или бора. Существующая опасность наводороживания аморфных сплавов может привести к неблагоприятному влиянию на свойства образцов, приготовленных этими методами. [c.385]

Аморфные материалы характеризуются исключительно высокими прочностными свойствами, а также необычными электрическими, магнитными и другими свойствами. За последние 10—15 лет различными методами быстрого охлаждения расплавов или паров создано достаточно много аморфных композиций на основе системы металл—металлоид. Скорость закалки при получении таких материалов достигает 10 °С/с, т. е. когда подавляется процесс кристаллизации материала. В качестве металлов чаще всего используют железо, никель, титан, медь, а в качестве металлоидов — бор и фосфор. Содержание металлоидов в аморфных материалах составляет 10 % и более. [c.37]

Постоянная ГЦК решетки метастабильного однофазного твердого раствора кобальта в золоте, полученного путем закалки из жидкого состояния, с повышением содержания кобальта от О до 42 ат.% уменьшается (значения взяты по кривой) от 4,08 до 3,910 А [8]. Постоянная кристаллической решетки электролитического сплава с 0,2% Со определена равной 4,070 А при а = = 4,0786 А для чистого золота [9а]. Метастабильные твердые растворы золота с кобальтом, образующиеся при одновременном испарении этих металлов в вакууме, при осаждении на аморфную подложку получаются в аморфном, а на кристаллическую — в кристаллическом состоянии [9—11]. В работе [10] этим методом были получены аморфные усы сплава Со + 25 ат.% Аи. [c.45]

При вакуумном осаждении из газовой фазы (метод молекулярного пучка) поток испаренных атомов металла (молекулы вещества), не встречая в условиях высокого вакуума препятствий, прямолинейно движется к холодной поверхности подложки и там конденсируется. Плотность потока в этом методе столь велика, что получение бездефектных металлических пленок затруднено. Инертная атмосфера используется в методе катодного осаждения, когда не требуются высокие температуры для испарения вещества. Под действием электрического поля с разностью потенциалов в несколько тысяч вольт материал анода испаряется и осаждается на проводящую подложку (катод). Метод катодного осаждения применяется для создания в основном эпитаксиальных слоев, а также поликристаллических и аморфных металлических слоев. [c.315]

Вторая глава книги посвящена фактически двум вопросам — описанию основных методов получения аморфных металлов и обсуждению роли различных факторов в образовании аморфной структуры при закалке из жидкого состояния. Методы охлаждения металлов из газовой фазы, как и методы электролитического осаждения, описаны весьма сжато, а основное внимание уделено методам закалки из жидкости, т. е. методам, которые позволяют получать аморфные металлы в промышленных масштабах (в виде леиты, проволоки, порошка). Особое внимание следует обратить на метод получения аморфной проволоки диаметром до 200 мкм путем охлаждения струи расплавленного металла в жидкости, удерживаемой центробежной силой на внутренней поверхности вращающегося барабана. Получение проволоки такого диаметра с прочностью и пластичностью, превышающей эти показатели для лучших сортов стальной проволоки, — одни из впечатляющих успехов рлзвития технологии получения аморфных, сплавов за последние годы. [c.11]

К настоя1щему времени существуют три основные группы методов получения аморфных материалов а) нанесение на подложку путем распыления (испарение в вакууме, напыление, электролитическое осаждение, осаждение в разряде и т. д.) 6) быстрое охлаждение расплава (превращение капли или тонкой струи расплава в пленку или ленту и охлаждение за счет теплообмена с металлической подложкой, раздробление жидкого металла газовой струей и охлаждение образовавшейся массы в газовом потоке, жидкой среде или на твердой поверхности, вытягивание микропровода в стеклянной оболочке, расплавление поверхности лазерным или электронным пучком и охлаждение за счет теплообмена с нерасплавленной частью материала и т. д.) в) ионная имплантация. [c.274]

Аморфные металлические сплавы или металлические стекла (МС) являются новым перспективным материалом. По химическому составу они состоят из металлов и элементов аморфизаторов, в качестве которых используют бор, углерод, кремний, азот и другие в количестве до 30 %, Аморфное состояние сплава характеризуется отсутствием дальнего порядка в расположении атомов упаковки. Такое состояние материала достигается сверхбыстрым его охлаждением из газообразного, жидкого или ионизированного состояния. Существуют различные методы получения аморфных сплавов. [c.581]

В настоящее время известно довольно большое число способов, позволяющих получать аморфные металлы и сплавы [I—5]. Основные процессы получения аморфного (стеклообразного) состояния металлов можно описать схемой, приведенной на рис. 2.1. Равновесные обратимые процессы изменения состояния металлов, а именно, газ —> жидкость, жидкость <--> кристалл, газ ч—>кристалл показаны сплошными стрелками. Получение аморфного состояния связано с неравновесными гароцессами. Эти изменения состояния металлов даны на рисунке штриховыми стрелками. Таким образом методы получения аморфных структур могут быть отнесены к одной из следующих трех групп 1) осаждение мetaллa из газовой фазы 2) затвердевание жидкого металла 3) введение дефектов IB металлический кристалл. [c.29]

Методы изготовления аморфных металлов в виде пластинок массой до нескольких сот миллиграммов применяются для получения образцов для экспериментов по определению некоторых физических свойств. Практическое использование этих образцов ограничено из-за их неопределенной и нерегулируемой формы. Однако преимуществом этих методов является возможность достижения высоких скоростей охлаждения (до 10 °С/с), что позволяет амор-физировать сплавы в широком диапазоне составов. Принципиальные схемы различных методов получения мелких пластин показаны на рис. 2.5. Такие пластинки образуются при выстреливании [c.39]

Еще в 40-х годах стало известно, что сплавы никеля или кобальта, содержащие 10—30% (ат.) фосфора, полученные металлизацией с использованием гальванических ванн с фосфорной кислотой, являются аморфными [1, 2]. Это были, вероятно, самые первые эксперименты по получению аморфных металлов. Уже в то время проводившие эти исследования Бреннер с сотр. утверждали, что полученные таким образом гальванические покрытия из аморфных сплавов Ni — Р и Со — Р обладают очень высокой корр ознониой стойкостью по сравнению с обычными никелевыми или кобальтовыми покрытиями. Одиако, поскольку производство аморфных сплавов методом металлизации имеет существенные ограничения, в первую очередь, по составам получающихся сплавов, эти исследования тогда не получили серьезного развития и о них надолго забыли. [c.247]

Аморфные металлы можно получать весьма разнообразными способами (см. гл. 2). Условия охлаждения и механизмы аморфи-зации при этом различаются. В случае применения методов напыления, распыления и металлизации полной ясности в отношении механизмов аморфизации и условий охлаждения пока нет. Что касается получения аморфных металлов методами закалки из жидкого состояния, то эти случаи исследованы достаточно подробно, но поскольку все же имеются ощутимые различия как в процессах затвердевания, так и в условиях охлаждения при применении разных модификаций метода, в полной мере оценить влияние охлаждения на свойствах аморфных металлов здесь пока также не представляется возможным. Сложность проблемы заключается также и в том, что влияние охлаждения на свойства того или иного аморфного сплава тесно связано с его способностью к аморфизации. Поэтому пока необходимо в каждом случае проводить тщательное исследо- [c.292]

Закалка из жидкого состояния. Это основной метод получения МС. Закалка осуществляется различными способами. Для производства лент струя жидкого металла направляется на вращающийся охлаждаемый барабан. Изготовляют фольгу в виде ленты шириной 1—200 мм и толщиной 20— бОмкм. Аморфную тонкую проволоку Получают извлечением жидкого металла йз ванны быстро вращающимся диском, Погруженным вертикально торцом в расплав. Этот же способ применяют и Для производства аморфных металлических порошков. Гранулометрический состав порошков и их конфигурация вадаются профилем рабочей кромки Диска. Известен способ аморфизации охлаждением струи расплава в газообразной или жидкой средах. Для изготовления тонких аморфных нитей в стеклянной изоляции металл помещают в стеклянную трубку, расплавляют с помощью токов высокой частоты, вытягивают и быстро охлаждают. Нити имеют диаметр от 5 мкм до нескольких десятков микрометров. [c.582]

В последние годы и в нашей стране, и за рубежом вышло несколько отдельных книг и оборников, посвященных аморфным металлам. Однако все они носят специальный характер. В этой же книге мы попытались в несколько упрощенной форме изложить то, что известно на сегодня, в частности, историю изучения аморфных металлов, методы их получения, свойства и возможности применения. При этом мы ориентировались главным образом а специалистов и студентов инженерно-технических факультетов. Я уже подчеркивал, что исследования аморфных металлов пока еще пребывают на своей начальной стадии и подробной системы знаний пока нет. Более того, некоторые вопросы вообще еще не ясны. Стиль изложения отдельных глав книги отражает индивидуальность ав- торов в большей степени, чем хотелось бы. Я е совсем удовлетворен этой книгой как законченным трудом и, будучи редактором, недостатки книги целиком отношу на счет своего недостаточно полного знания. [c.24]

Полученные в ходе многих успешных экспериментов характеристики свойств аморфных металлов обусловили повышенный интерес к практическому применению этих материалов. Это видно по табл. 1.1, где сделана попытка проследить историю развития исследований аморфных металлов. В 1970 г. появилась основная технология получения непрерывных аморфных металлических лент методы центробежной закалки [2, 4] и закалки в валках (прокатки расплава) [5]. До этого удавалось получать лишь небольшие аморфные пластинки. Именно тогда, с появлением возможности изготовления лент, было установлено, что сплавы, хрупкие в кристаллическом состоянии, при аморфизации приобретают высокую пластичность и прочность [2, 6]. То, что до тех пор интересовало лишь экспериментаторов-одиночек, вдруг оказалось в центре всеобш,его внимания. После 1970 г. появились многочисленные разработки аморфных сплавов, были открыты многие другие их интересные свойства. Так, в 1974 г. были обнаружены свер хвысокая коррозионная стойкость [7] и высокая магнитная проницаемость [8, 9] аморфных сплавов. Сегодня эти новые материалы из мечты превратились в реальность. [c.26]

Обычно для получения аморфных пленок этим методом используются соединения типа Si , Sis , BN, ВС, а главным компонентом газовой атмосферы служит галогенид (например, Si l4). Важными условиями влияющими на качество получаемых пленок, являются состав сырья, концентрации, давление и расход газа, температура и материал подложки. Примеров аморфных сплавов, полученных таким образом, пока нет, но думается, что данный метод можно использовать для аморфизации металлов с высокой точкой плавления. [c.38]

Кратко рассмотрим методы экспериментального определения магнитострикции и покажем, как формулы (5.3), (5.5) и (5.6) можно применить к аморфным металлам. При измерениях магнитострикции аморфных металлических лент, полученных закалкой из жидкого состояния, пользуются дилатометрическим методом, методом чувствительного элемента дифференциального трансформатора, методами измерения деформаций с помощью тензодатчи-ков. Хорошо зарекомендовал себя метод трехэлектродной емкости , позволяющий с высокой точностью определять изменения электростатической емкости. Подробное описание экспериментов по определению магнитострикции последним из перечисленных методов, выполненных на аморфной ленте толщиной 30 мкм, можно [c.139]

Коллвер и Хэммонд [12] методом криозакалки получили аморфные пленки различных id- и 5й-переходных металлов и исследовали их сверхпроводимость. Они установили, что в случае аморфных металлов и сплавов остается лишь один широкий максимум Тс в окрестности е/а=6,5 (рис. 7.1). Таким образом, вид зависимости Тс от величины е/а сильно различается для случаев аморфных и кристаллических сплавов одинакового химического состава. Кроме того, в случае аморфных сплавов максимальная температура Тс значительно ниже, чем в случае кристаллических металлов. Однако, поскольку существующая теория сверхпроводимости не указывает на то, что беспорядочное расположение атомов должно приводить к снижению Тс, по-видимому, имеется достаточная возможность получения аморфных сверхпроводников с высокой критической [c.210]

Аморфные металлы можно использовать как материалы, имею-.тцие высокие характеристики прочности и пластичности. Уже с 1974 г. высказывались предположения о возможности применения .аморфных сплавов в различных конструкциях в сочетании с пластмассами и резинами, а также для изготовления пружин, малогабаритного режущего инструмента и т. д. Основными препятствиями здесь являлись высокая стоимость сырья, слабая устойчивость против нагрева и невозможность получения материала в ином виде, чем лента. Однако недавно с появлением методов вытягивания волокон из вращающегося барабана появилась возможность получать тон-лую проволоку круглого сечения (диаметром 200 мкм)- из аморфных сплавов на основе железа. Это. явилось новым стимулом для изучения возможностей аморфных металлов как высокопрочных материалов. По своей прочности и пластичности проволока из аморфного сплава FeysSiioBis превосходит даже стальную рояль-лую проволоку. Поэтому данный аморфный сплав весьма перспективен для использования, например, в качестве шинного корда. [c.296]

Аморфные металлы часто называют материалами будущего, фантастическими материалами, что вызвано уникальностью методов их получения и особыми свойствами, не встречающимися у кристаллических металлов. Вероятно, в будущем аморфные сплавы получат широкое развитие. Однако аморфные материалы не лишены недостатков. Один из них — это их невысокая термическая устойчивость, другой — недостаточная стабильность во времени, что снижает их надежность. Третий недостаток — это малые размеры получаемых лент, проволоки, гранул. Еще одним недостатком аморфных металлов является их полная несвариваемость. Следовательно, аморфные металлы не пригодны для крупногабаритных конструкций, невозможно их использовать в качестве высокотемпературных материалов. Поэтому применение аморфных металлов, вероятно, будет ограничено только малогабаритными изделиями. [c.304]

В практике получения аморфных магнитомягких сплавов наибольшее распространение получила быстрая закалка расплава методом спиннин-гования. Этим методом получают аморфные ленты путем заливки расплава на поверхность быстровращающегося цилиндрического валка из металла с высокой теплопроводностью. Чем больше скорость врашения валка (обычно 30...50 м/с) и чем тоньше лента (10...60 мкм), тем выше скорость охлаждения расплава и легче получить аморфную структуру. Типичные значения скорости охлаждения составляют 10 ...10 К/с. [c.554]

Сверхвысокие скорости охлаждения жидкого металла для получения аморфной структуры можно реализовать различными способами. Общим в них является необходимость обеспечения скорости охлаждения не ниже 10 град/с. Известны методы катапультирования капли на холодн ТО пластину, распыление струи газом или жидкостью, [c.860]

В первом методе (рис. 27.2, а) расплавленный металл протягивается в трз ке кр)тлого сечения через водный раствор солей. Во втором (рис. 27.2, б) — струя расплавленного металла падает в жидкость, удерживаемую центробежной силой на внутренней поверхности вращающегося барабана затвердевшая нить сматывается затем из вращающейся жидкости. Известен метод, состоящий в получении аморфной проволоки путем максимально быстрого вытягивания расплава в стеклянном капилляре (рис. 27.2, в). Этот метод также назьшают методом Тейлора. Волокно получается при протяги- [c.861]

Одним из наиболее перспективных методов получения объемных изделий из аморфных металлов является взрывное компакти-рование порошков. Особенности и механизмы образования химических связей между частицами из аморфного материала достаточно интенсивно изучаются [45, 46], но при этом рассматриваются пограничные области порошинок. Изменения же в центральной области при ударно-волновом нагружении остаются практически неизученными, хотя могут оказать суш ественное влияние на свойства всего изделия. [c.227]

Не так обстоит дело в акустике твердых тел. Даже для изотропных диэлектриков формулы для и далеко не всегда находятся в согласии с, экспериментом. Не подтверждается в большом числе случаев и квадратичная зависимость а от частоты, следующая из полученных формул на высоких звуковых частотах в,ряде диэлектриков наблюдается линейная зависимость а от частоты Й. На низких звуковых частотах зависимость от й вообще может отсутствовать. При низких температурах наблюдаются особенности в поведении а, о которых будет идти речь в 4. Тем более осторожно следует применять формулы (2.10) и (2.12) для твердых тел — недиэлектри-ков. Все эти отклонения от изложенной теории в поведении а объясняются, с одной стороны, чрезвычайно большим разнообразием исследуемых образцов твердых тел (диэлектрики, металлы, полупроводники, кристаллы и аморфные тела), с другой стороны — их предысторией, методом получения (ковка, плавление, кристаллизация), наличием в кристаллах примесей, дислокаций и дефектов, сложного состава (например, сплавы металлов) и т. д. Кроме того, в формулы (2.10) и (2.12) входят значения величин вязкостей и [c.240]

Во втором издании (первое - в 1986 г.) рассмотрены основные положения теории коррозии металлов и сплавов. Проанализировано влияние условий эксплуатации на коррозию конструкционных сплавов. Изложены принципы создания металлических сплавов повышенной стойкости. Приведены свойства важнейших конструкционых материалов, в том числе данные по жаропрочным и жаростойким конструкционным сплавам. Указаны способы повышения коррозионной стойкости поверхностное легирование, создание металлокерамических сплавов, получение сплавов в аморфном состоянии, современные методы борьбы с газовой коррозией. [c.160]

Наиболее важные выводы, которые следуют из данных, полученных на основе разделения парциальных интерференционных функций (метод изотопного замещения в нейтронной дифракции и рассеяния импульсных нейтронов, методы, основанные на комбинации различных типов излучения) и на основе высокоразрешающих методов (EXAFS, EDXD, рассеяние импульсных нейтронов в области малых длин волн), сводятся к следующему. Как для аморфных сплавов типа металл—металлоид, так и типа металл—металл характерны ближний композиционный порядок в расположении атомов, хотя для последних, где связь. преимущественно металлического типа, он выражен более слабо. Выяснено, что в сплавах типа металл—металлоид соседние металлоидные атомы не могут находиться в позициях, когда они непосредственно примыкают друг к другу, как это и предполагается моделью Полка. Однако концентрационная зависимость параметров ФРР (как и ряда свойств междуатомного расстояния, плотности упаковки) не может быть понята в рамках этой модели. Эти закономерности могут быть лучше увязаны в рамках модели определенной локальной координации атомов. [c.14]

Наибольший интерес представляют экспериментальные данные исследования электронной структуры аморфных сплавов, полученные с использованием спектроскопических методов. С помощью метода РФЭ было обнаружено, что плотность состояний на уровне Ферми N Er) в аморфных сплавах Pd — Си — Si и Pd — Si значительно ниже, чем N(Er) кристаллического Pd и что их РФС-спектры значительно отличаются, особенно в области Ег. Эти закономерности электронной структуры стали основой для формулирования известного критерия стабилизации аморфной структуры Нагеля-Тауца. Однако расчеты ПС электронов на основе моделей СПУ, как для чистых металлов, так и для сплавов (Fe — В) показали, что энергия Ферми Ef попадает в область максимума ПС. Детальный анализ парциальных плотностей состояний, отвечающих различным зонам, позволяет, по мнению авторов, сделать вывод, что данные спектроскопии (сплав Pd—Si) также не подтверждают электронный критерий стабилизации аморфной структуры, подразумевающий положение псевдощели в области Ег. Спектроскопические данные позволяют также предположить, что по крайней мере в сплавах Pd — Si перенос электронов от атомов Si к атомам Pd отсутствует, происходит перенос электронов только внутри атомов Pd. [c.19]

В книге рассмотрены методы повышения степени неравновесности системы — инжекционная и ультразвуковая обработка расплавов, комплексное легирование, сверхбыстрое охлаждение жидкого металла (аморфные сплавы), электростимулированная прокатка, негидростатическое сжатие (механическое легирование) и др. Оптимизация физикохимических процессов получения сплавов в неравновесных условиях связана с установлением параметров неустойчивости системы. В книге предлагается метод многопараметрической оптимизации фрактальной структуры конструкционных сплавов, позволяющий учесть наиболее благоприятное сочетание прочности и пластичности материала для будущих условий его службы. Заслуживает внимание и метод прогнозирования характеристик жаропрочности, трещиностойкости и хладостойкости на основе данных традиционных испытаний на растяжение и усталость гладких образцов. [c.3]

Аморфными называют вещества, в которых отсутствует дальний порядок в расположении атомов. Аморфные вещества распространены в природе так же часто, как и кристаллические. К ним относятся оксидные стекла, многие высокомолекулярные соединения и их смеси. Долгое время считали, что металлы нельзя перевести в аморфное состояние. Однако в 1960 г. П.Дувесом при изучении влияния скорости охлаждения на структуру закаленного из жидкого состояния сплава А1 + 25 % Si были получены рентгенограммы, характерные для жидких веществ. В это же время И. В. Салли и И. С. Мирошниченко сообщили о получении быстрозакаленных кристаллических и аморфных сплавов методом, когда падающая капля жидкого металла сплющивалась между двумя быстросбли-жающимися холодными массивными пластинами. При этом скорости охлаждения расплавов достигали 10 - 10 К/с. Полученные в этих, а также других последующих работах сплавы назвали аморфными металлическими сплавами (ЛА/С) или металлическими стеклами. [c.399]

Необычность аморфного состояния для металлических систем сразу же привлекла внимание к изучению его физических и химических свойств. Однако исследования свойств АМС получили широкое развитие после того, как был предложен метод их получения спиннингова-нием - разливкой тонкой струи металла на быстровращающийся холодный металлический барабан. Этот способ позволил получать в достаточном для исследований количестве АМС в виде ленты толщиной [c.399]

В последние годы усиленно изучаются сплавы в аморфном (стеклообразном) состоянии [250—260]. Основным методом их получения является быстрое охлаждение сплава из жидкого состояния со скоростью порядка 10 —10 С/с, Для этого металл тонкой струей выпускают на быстровра-щающийся охлаждаемый медный цилиндр, вследствие чего он застывает в виде тонкой ленты (обычно, порядка 20— 100 мкм). Чем тоньше струя металла и чем больше скорость вращения цилиндра, тем тоньше лента и больше скорость охлаждения. Возможно также получение тонкого порошка аморфного сплава при распылении струи перегретого металла в инертную атмосферу. [c.336]

Окись алюминия, образующаяся на алюминии, может иметь различную кристаллическую структуру. При кратковременном воздействии воздуха получается отчетливая электронограмма, отвечающая металлическому алюминию. С течением времени электронограмма становится все более тусклой и в конце концов остается только сплошной фон. Линий, отвечающих окиси алюминия, обнаружить не удается. Может быть пленка окиси алюминия чрезвычайно тонка, мелкокристаллична или даже аморфна. Иначе ведет себя пленка алюминия, полученная конденсацией из пара на стеклянной пластинке в высоком вакууме. Такая пленка металла годами сохраняется в сухом или влажном воздухе, не обнаруживая следов окисной нленки [35, стр. 48]. Это подтверждает предположение об исключительно малой толщине пленки окиси, что не позволяет обнаружить ее электронографическим методом. [c.91]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...