Кристаллизация металлического стекла 82К3ХСР, подвергнутого термической обработке Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО СТЕКЛА 82КЗХСР, ПОДВЕРГНУТОГО ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ

© И.Е. Пермякова, И.В. Ушаков, В.А. Федоров

Отжиг металлических стекол (МС) приводит к стабилизации исходной аморфной структуры за счет процессов релаксации и кристаллизации. Понимание природы и микроскопических механизмов этих процессов открывает возможность обоснованного выбора условий (режимов получения, соотношений элементов в химическом составе) для создания стабильных по отношению к кристаллизации МС.

Целью работы являлось: 1) исследование морфогенеза поверхности термически обработанного МС на основе кобальта, 2) изучение структурных изменений, происходящих при кристаллизации после отжига.

Исследования проводили на МС, полученном путем спиннингования. Толщина ленты 30 мкм, состав: 83,7 % Со + 3,7 % Ре + 3,2 % Сг + 9,4 % 81 (вес.%). Объектами исследования служили образцы размером 10x20 мм. Перед испытанием их подвергали отжигу в печи при Тап = 533-903 К с выдержкой /=10 мин при каждой температуре. Аморфность МС контролировалась проведением рентгеноструктурного анализа на

дифрактометре ДРОН-2 и ДСК (Кл§аки 8230). Поверхность контактной стороны лент МС до и после термической обработки исследовалась на оптическом микроскопе МИМ-7.

1. Изучена морфология поверхностных слоев и характера роста кристаллов из аморфной фазы. После отжига при 688 К < Т < Тсгуз на поверхности наблюдается дендритная кристаллизация, не распространяющаяся вглубь аморфных фольг, а также выделение кубических кристаллов. Локальное уменьшение температуры кристаллизации на поверхности вызывается, по-видимому, возникновением концентрационных градиентов, обусловленных избиратель-

ным окислением и сегрегацией легирующих элементов в поверхностных слоях лент МС.

2. Отжиг при Тш, = 533-653 К не приводит к нарушению рентгеноаморфности исследуемого МС. С увеличением температуры происходит лишь увеличение ширины аморфного гало. Возрастание его ширины соответствует структурным перестройкам, связанным, очевидно, с изменениями степени регулярности ближнего порядка, увеличением гомогенности структуры МС.

Отжиг при Та„ = 688 К приводит к образованию в аморфной матрице первых кристаллов, индентифици-руемых с P-Со фазой с ГЦК решеткой.

С увеличением температуры термической обработки до 723 К на дифрактограммах отмечено увеличение числа дифракционных линий. Кроме fS-Co появляются кристаллические фазы а-Со с ГПУ решеткой, а также соединений CoSi, Со3В.

При приближении температуры отжига к температуре кристаллизации (Tcrys = 823 К) интенсивность рентгеновских линий а и р Со еще более увеличивается, что указывает на возрастание объемной доли этих фаз в МС.

При Та„ = 823 К происходит кристаллизация всего объема исследуемого сплава.

В целом, процесс кристаллизации исследуемого МС можно разделить на два этапа. На первом этапе фазовых превращений при переходе из аморфного в равновесное кристаллическое состояние происходит выделение фаз кобальта (ГЦК и ГПУ). На втором этапе - образование комплексов фаз: металл - металлоид, металл - металл исследуемого сплава.

БЛАГОДАРНОСТИ: Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант № 01-01-00403).