Влияние структуры на электрохимическое поведение аморфных сплавов нанообразующих систем

• Автор: Ерёмина, Марина Анатольевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 135 с. : ил.

Глава 1. Обзор литературы

1.1 Общие сведения и особенности получения быстрозакалённых лент.

Структура, свойства быстрозакалённых сплавов

Сплавы системы Ре-ЭРВ

1.2 Поверхностная кристаллизация быстрозакалённых аморфных лент

1.3 Формирование нанокристаллической структуры. Влияние добавок элементов на процессы кристаллизации поверхности и объёма быстрозакалённых

аморфных сплавов системы Ре-8ьВ

1.4 Влияние условий получения быстрозакалённых сплавов (температуры, времени выдержки, технологических параметров) на их структуру,

свойства и термическую стабильность

1.5 Коррозионное и электрохимическое поведение быстрозакалённых сплавов

на основе железа

Выводы по материалам первой главы и постановка задачи
Глава 2. Выбор объектов и методов исследования
2.1 Метод рентгеноструктурного анализа
2.2 Методы ДТА и ДСК
2.3 Метод измерения электросопротивления
2.4 Метод измерения микротвёрдости
2.5 Электрохимический метод исследования
2.6 Метод атомной силовой микроскопии
2.7 Рентгенофотоэлектронная спектроскопия
2.8 Объекты исследования, подготовка и аттестация образцов
Выводы по материалам второй главы
Глава 3. Электрохимическое поведение сплавов аморфообразующей системы Ре-В-Э! в растворе
Выводы по материалам третьей главы
Глава 4. Влияние жидкой фазы на структуру, свойства и электрохимическое поведение аморфных сплавов
4.1 Модельный эвтектический сплав МягРш
4.2 Сплав Ре7б, 1 Си 1 дМЬздБ! и,8Вб, 1
4.3 Сплав Си82.о№7.зРб.58п2.98ц.з

Выводы по материалам четвёртой главы
Глава 5. Влияние топографии и химического состава поверхностных слоев сплавов Ре7б,!Си|>0МЬз,о8из,8Вб,1 на их электрохимическое поведение
Выводы по материалам пятой главы
Основные результаты работы
Список цитируемой литературы

Актуальность работы. Необходимость повышения уровня различных свойств быстрозакалённых сплавов, в частности коррозионной стойкости, обусловливает пристальное внимание к вопросам влияния условий их получения и режимов последующей обработки. Для многих сплавов аморфообразующих систем установлены температуры, при которых наблюдаются структурные превращения в жидкой фазе. Зависящие от состояния расплава и режимов его охлаждения структурные особенности и свойства аморфной фазы существенным образом влияют на процесс перехода сплава в нанокристаллическое состояние. Исследования свойств и структуры расплавов, особенно в области высоких (~ 1500 °С) температур, сложны и весьма затруднительны. Поэтому, с одной стороны, изучение влияния температуры и времени выдержки жидкого сплава представляет научный интерес и позволяет получать информацию о процессах, происходящих в жидкой фазе. С другой стороны, практический интерес представляет получение промышленных быстрозакалённых лент с требуемыми эксплуатационными характеристиками посредством контролируемого изменения режимов нагрева и охлаждения расплава.
Одними из наиболее широко используемых в последние годы являются быстрозакалённые сплавы систем Ре-В-81 и №-Р, имеющие повышенную способность к аморфизации. Интерес к исследованию быстрозакалённых сплавов на основе системы Ре-В-81 обусловлен тем, что при их легировании некоторыми добавками при отжиге происходит формирование нанокристаллической структуры с уникальными магнитными свойствами. Сплавы простой эвтектической системы №-Р имеют многочисленное применение, в частности, в качестве защитных коррозионностойких покрытий, а также являются модельными при исследовании расплавов. Несмотря на широкое промышленное использование, влияние структурных особенностей этих сплавов при варьировании условий их получения на электрохимическое поведение и другие свойства исследовано мало, а многие результаты имеют противоречивый характер.
Целью работы является выявление закономерностей влияния структурного состояния на электрохимическое поведение аморфных сплавов нанообразующих систем.
В связи с поставленной целью в работе решались следующие задачи:
1. Исследовать влияние структурных особенностей сплавов Ре7б.№з.оСи,.о81|з.8В6.1 в аморфном, нанокристаллическом и микрокристаллическом состояниях на их электрохимическое поведение в растворах Н28С>4. Определить влияние температуры расплава перед

сталей и железа. В кислых средах, например, в 10 % НС1, сплав Бе-В активно растворяется, при этом практически не поляризуется [119]. Электрохимическая коррозия сплавов Реюо-хВх в 1 М N301 + 0.01 М НС1, а также в 0.995 Ыаг304 + 0.005 НгЗСД исследована в [120] (Рис. 1.26). Скорость коррозии доэвтектического Бе-В возрастает по мере прохождения процесса структурной релаксации, но сильно уменьшается при образовании равновесной структуры РегВ + а-Ие, при этом наибольшая скорость коррозии достигается на стадии образования Ре3В + а-Ре. Для разных сторон ленточных сплавов, полученных методами сверхбыстрой закалки, токи коррозии оказываются различными.
На анодных поляризационных кривых сплава Ре«2В18 в исходном аморфном состоянии и после отжига при 500 °С, снятых в 5 % НгБОз, можно выделить два участка: нелинейный и линейный [119]. Авторами предположено, что в области потенциалов от -0.250 до
0.175 В протекают по крайней мере два анодных процесса Ре —* Ре2+ + 2е' и В —» В3+ + Зе' и катодный В + Зе’ —* В3'. Их сложная совокупность и обусловливает область нелинейности.
Иное влияние на электрохимическое поведение железа оказывает легирование его кремнием. Коррозионная стойкость сплавов Ре-81 в растворах 1.5 N НгБС^ улучшается при повышении содержания кремния [121] (Рис. 1.27). Авторами [122] установлено, что увеличение скорости экстракции лент Ре-51 из расплава, а также содержания кремния, повышает их коррозионную стойкость в 1 N НгБОз и в 5 N НС1 и оказывает тормозящее влияние на процессы их растворения, вследствие формирования на их поверхности оксидной плёнки.
В [117] показано, что толщина пассивной плёнки на железокремниевых сплавах уменьшается с увеличением содержания кремния. При этом на сплаве с 20 % образующаяся толстая пассивная плёнка содержит окисленные Бе и в соотношении 3:1. В сплаве с 30 % окисленное железо
Рис. 1.27.
Потенциодинамические КрИВЫе СПЛаВОВ Реб83132 в
1 н. НгБСД (а) и РебзЗгц в 5 н. НС1 (б) при 20° при различных скоростях (м/с) экстракции ленты из расплава: 1 - исходное незакалённое состояние; 2 - 12.5; 3 - 17; 4 - 25; 5 -33; 6-50; 7 - 67; 8 и 9 -83 (9 снята от Екор) [121].