Механохимический синтез сплавов в системах Fe-Si, Fe-Al-Si, Fe-Ge, Fe-Al-Ge, их структура и свойства

• Автор: Свиридов, Иван Александрович
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 188 с. : ил.

Оглавление
Оглавление
Введение

Глава I. Литературный обзор.

1.1. Фазовые равновесия в двойных системах I, i,

, i и I.

I. 2. Фазовые равновесия в тройных системах i и

1.3. Магнитные свойства равновесных фаз в системах.

I, i и .

1.4. Механическое сплавление i i,

как метод получения сплавов.

I. 5. Метастабнльные и стабильные фазы в системах М.
М I, i, , i, , полученные механическим сплавлением.
I. 6. Заключение к главе 1.
Глава II. Материалы и методы исследования
II .1 Получение сплавов методом механического сплавления МС.
II.2. Термическая обработка сплавов, полученных МС.
II. 3. Определение содержания элементов в сплавах
II. 4. Сканирующая электронная микроскопия.
II. 5. Рентгеновский дифракционный анализ
II. 6. Днффереициальносканирующая калориметрия ДСК
II. 7. Мссбауэровская спектроскопия.
II 8. Измерение магнитных свойств.
Глава III. Результаты и обсуждение.
III. 1. Твердофазное взаимодействие в системе i при МС. . III. 1.1. Рентгенофазовый анализ сплавов i2, полученных при МС.
III. 1.2. Изменение параметра решетки а и степени дальнего порядка Б
в зависимости от времени МС.
Ш.1. 3. Мссбауэровская спектроскопия сплавов Рс5оА5з,.
полученных при МС.
Ш. 1.4. Изменение размеров ОКР О и микродеформаций 2 решетки ОЦК твердого раствора в зависимости от времени МС.
III. I. 5. Магнитные свойства механосинтезированных сплавов Ре5оА5.
III. 2. Структурные превращении при нагреве сплавов
Ре5оА5 полученных МС.
III. 2. 1. Анализ кривых ДСК сплавов Ре5оА5 с разным временем МС
и фазовый анализ образцов после нагрева.
III. 2. 2. Фазовый состав и характеристика 2 фазы в сплавах Ре5оА
полученных при разном времени МС и последующей термообработке.
III. 2. 3. Изменения Мссбауэровских спектров и магнитных .
характеристик механосинтезированных сплавов РезоАЗ в результате термообработки
III. 3. Влияние содержания на состав и свойства.
сплавов Ре5аАохх Х 0 , полученных при МС.
III. 3. 1. Рентгенофазовый анализ механосинтезированных сплавов
Ре5оА1зохх
III. 3. 2. Зависимость параметра решетки а и степени дальнего порядка
от содержания Б1 в сплавах РезоАзохх
III. 3. 3. Зависимость размеров ОКР Э и микродеформаций решетки.
2 синтезированных фаз от содержания Б1 в сплавах ГодМзоох
III. 3. 4. Рентгенофазовый анализ сплавов РезоБкед,полученных при МС.
III. 3. 5. Обобщение результатов экспериментального исследования сплавов
РеоАЬохх
III. 4. Твердофазное взаимодействие в системе РеА5Се
при МС.
III. 4.1. Рентгенодифракционный анализ сплавов РезоАЫСиполучеиных
при разной продолжительности МС.
III. 4. 2. Мссбауэровская спектроскопия сплавов РеАСегб.полученных
при МС.
III. 4. 3. Магнитные свойства механосинтезированных сплавов
РеА5ОС.
III. 5. Структурные превращении в механосинтезированных
сплавах КезоАСегэ при нагреве.
III. 5. 1. Анализ кривых ДСК сплавовРе5оА1г5Се с разным временем МС и .
идентификация фаз, образующихся в процессе нагрева.
III. 5.2. Идентификация фазы, образовавшейся при нагреве пересыщенного 7 неупорядоченного твердого раствора РеА1, ве.
III. 5. 3. Мссбауэровские спектры и магнитные свойства отожженных .
сплавов РсДе, полученных МС.
III. 6. Влияние содержания ве на структуру сплавов .
Ре5оАо.хСсх Х 0 , полученных при МС.
III. 6. 1. Рентгенодифракцнонный анализ сплавов РезоАхСсх, .
X ат. , полученных при одинаковой продолжительности помола.
III. 6. 2. Изменение фазового состава и структуры механосинтезированных . 1 сплавов РезоАЬохСЗех. Х ат. при нагреве.
III. 6.3. Твердофазное взаимодействие компонентов при МС смеси Ре5оОе5о.
III. 6. 4. Фазовый состав и структура механосинтезированных сплавов РеОе 3 после термообработки.
III. 6. 5. Обобщение результатов экспериментального исследования сплавов
Рс5оАохСех.
Выводы.
Литература


Таблица 2. Характеристика интерметаллидов богатых алюминием. Сосд. Сингония Структ тип Т, С и спос. Область гомогенн. РеА Моноклнн Орторомб РсА РсАЬ , конгр. Ре2А Орторомб Со2А , конгр. РеАЬ Триклин РеАЬ , перит. Реакции алюминия с железом экзотермичкы. При образовании химических соединений Ре3А1, Рс2А, РсАЬ и РеА1 выделяется теплота 6. Энтальпии образования алюмннидов при комнатной температуре АН0 составляют . Джмольдля Ре3А1, . Джмоль для Рс2Л, . Джмоль для РсАЬ и . Джмольдля РеА1 . В системе Ре, изображенной на фазовой диаграмме Рис. С1 аРе Ре1 при ат. С с2 Рс1 РеБ1 при . Б1 и температуре С е3 Ге аРе при . С е4 аРеБЬ Б при . С . Кроме того, в системе существуют шесть интерметаллических фаз, как считают В. Ривлин и Г. Райнор , состав, структура и обозначения которых приведены в табл. Авторы также схематически изображают картину фазового равновесия в области богатой железом Рис. Таблица 3. Фазы в системе Ре и их кристаллическая структура . Состав Кристаллическая структура. В. Ривлин и Г. Райнор считают, что состав рфазы не может однозначно отвечать Ре. А. Осава и Т. Мурата ее состав представляют, как РсиБз. Исследуя структу ру силицида в диапазоне температур 0 С методом рентгеновской дифракции, авторы отметили наличие сверхструктурных линий, указывающих на наличие дальнего порядка типа ООз. В. Костер считает, что эти сверхструкгурные линии свойственны структуре, упорядоченной по типу В2. Повидимому, фаза Ре2Б р является промежуточной на пути перехода от упорядоченного твердого раствора на основе а Ре В2 до РезБ ООз. Схематически этот процесс изображается как аРе5 Ре В2 ООз РезБ ООз. Температура плавления фазы Ре составляет С, она имеет узкую область гомогенности 0. Состав фазы хорошо согласуется с пределом растворимости Б в аРс. При пониженных содержаниях Б рфаза сосуществует с а2фазой, а при повышенных с сфазой. Рис. Фазовая диаграмма системы i . I, ат. Рис. Соотношения фаз в богатых железом сплавах i 6, . РеБ1 при температуре С, характеризуется узкой областью гомогенности, а при Т 5С Тфаза распадается на фазы аги е. Автор работы считает, что у цфазы область гомогенности ат. Е. И. Гладышевский описывает структуру Рс5Б1з, как гексагональную, изоструктурную силициду марганца МпБ1з, что также подтверждается в работе . Моносилицид железа РсБ1 ефаза имеет ГЦК решетку, упорядоченную по тину В, в которой каждый атом железа окружен семью атомами кремния . У. Пирсон описывает эту структуру, как составленную из гантелей РсБ, центры которых образуют ГЦК решетку, а оси направлены параллельно объемным диагоналям куба. Эту структуру можно рассматривать в качестве дефектной производной от структуры пирита ГсБг, где гантели РеБ1 заменяют гантели ББ, а позиции железа остаются вакантными Рис. Позиции атомов железа и кремния имеют эквивалентное окружение, поэтому замена Ре на Б структуру не изменяет. Фаза имеет достаточно широкую область гомогенности в интервале концентраций . Б1, в которой состав описывается формулой Рв1. Б1х где X 0 . Параметр решетки РеБ1 уменьшается с ростом содержания Б1 от 0. В диапазоне температур 0 С область гомогенности слабо расширяется и плавится РеБ1 конгруэнтно при Т С . Г С . Высший силицид железа аРсБ, плавится конгруэнтно при температуре С . Эта фаза имеет тетрагональную структуру с одной формульной единицей на элементарную ячейку , . Ее область гомогенности находится в пределах . Б1 , а по данным статьи . Бг . Б1. При температуре 0С а ГеБ эвтектоидально распадается на р РеБ1г, близкую по составу к ЕеБ, и Б1 , . Область гомогенности у р ГеБ невелика и примыкает непосредственно к стехиометрическому составу , . У этой фазы кристаллическая решетка орторомбическая с параметрами а 0. Ь 0. Фазовая диаграмма Ре Ое Рис. РезСе, р, 1, у РебОсз, Реве и РеОег 6, , . Эти соединения впервые были получены К. Руттевитом и Г. Массингом методом сплавления железа с германием в токе азота. В области богатой железом концентрационная протяженность афазы определена в работе , согласно которой граница растворимости Се в Ре соответствует ат.