О МЕХАНИЗМАХ, КОНТРОЛИРУЮЩИХ ПОДВИЖНОСТЬ НАНОВКЛЮЧЕНИЙ ЖИДКОГО Pb В КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ Al МАТРИЦЕ Текст научной статьи по специальности «Физика»

О МЕХАНИЗМАХ, КОНТРОЛИРУЮЩИХ ПОДВИЖНОСТЬ НАНОВКЛЮЧЕНИЙ ЖИДКОГО Pb В КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ AI МАТРИЦЕ

Прокофьев С. И.

ИФТТРАН, Черноголовка, Россия [email protected]

Исследование подвижности нановключений жидкого Pb в кристаллической Al матрице представляет значительный интерес. Это связано с тем, что их температура плавления существенно повышается с уменьшением их размера [1] и с тем, что при размере, примерно, до 30 нм они кристаллизуются значительно ниже температуры плавления Pb (600 K) [1]. Кроме того, грани {111} на поверхности кубоктаэдрических нановключений твердого Pb в Al сохраняется существенно выше температуры плавления Pb, когда их огранка исчезает, и они округляются [2].

В представляемой работе на основе полученных ранее с помощью in situ ПЭМ исследований теплового движения нановключений жидкого Pb размером от 9 нм до 48 нм в кристаллической Al матрице при температурах от 595 К до 758 К [3-5], предпринята попытка определить температурные интервалы, в которых действуют разные диффузионные механизмы, контролирующие подвижность включений, и идентифицировать их.

Для этого, на основе определенных ранее коэффициентах диффузии нановключений жидкого Pb в Al матрице, в узких температурных интервалах в координатах lg(Dp) - lg(d) и в lg(Dp/d) - d, были построены зависимости Dp(d), в которых они, согласно моделям [6] и [3, 7], соответственно, должны спрямляться. Наклоны спрямленных зависимостей Dp(d) характеризуют их. Зависимости этих наклонов от температуры указывают на смену механизма диффузии, контролирующего подвижность нановключений жидкого Pb в кристаллическом Al. Первое указание на смену механизма наблюдается в температурном интервале от 680 до 690 K, Эта смена, по-видимому, связана с исчезновением фасеток на поверхности включений. Вторая смена механизма при температуре около 620 K, вероятно, связана с близостью температуры кристаллизации Pb. Обсуждается вероятная природа механизма, контролирующего подвижность фасетированных включений жидкого Pb при температуре вблизи температуры плавления Pb.

1. B. Schmidt, M.S. thesis, University of Copenhagen, Copenhagen 1992, Denmark (in

Danish).

2. H. Gabrisch, L. Kjeldgaard, E. Johnson, E., et al. Acta Mater. 49 (2001) 4259.

3. S.I. Prokofjev, V.M. Zhilin, E. Johnson, et al. Def. Diff. Forum 264 (2007) 55.

4. S. Prokofjev, V. Zhilin, E. Johnson, et al. Def. Diff. Forum 237-240 (2005) 1072.

5. E. Johnson, S. Steenstrup, M. Levinsen, et al. J. Mater. Sci. 40 (2005) 3115.

5. F A. Nichols, Acta Metall. 20 (1972) 207.

7. L E. Willertz, P.G. Shewmon, Metall. Trans. 1 (1970 ) 2217.

Работа выполнена в рамках Госзадания ИФТТ РАН