Реферат: Вплив електронного і гама-опромінення на властивості сплавів заліза
Видно, що опромінення приводить до зменшення магнітної проникності при низьких полях (Н ≤ Нμmax ). Зміни є більшими в сплаві з вищою концентрацією легуючих елементів. Це також може свідчити про утворення немагнітних включень, а саме збагачених бором кластерів навколо атомів молібдену. Крім того, видно, що криві залежності μ(Н), які відповідають опроміненим зразкам сплавів, є більш плавними. Це може бути підтвердженням радіаційно-стимульованої релаксації, при якій структура сплавів стає більш однорідною, зменшується величина внутрішніх напружень. Радіаційно-стимульована релаксація проявляється також при подальших термообробках. Початкова магнітна проникність відпалених в оптимальному режимі попередньо опромінених сплавів MG-3, MG-8 на 15 % більша, ніж неопромінених. Після проведення ізохронних термообробок легованих сплавів було виявлено, що магнітна проникність попередньо відпалених зразків сплавів в зовнішніх полях Н ≤ Нμmax є вищою, ніж неопромінених . Це може свідчити про те, що поява кластерів в приповерхневих шарах АМС сповільнює процес кристалізації, який починається з поверхонь стрічок [7]. Це підтверджується також даними, наведеними в табл. 4. Видно, що значення і(s1 ) попередньо опромінених (Ф = 2´1017 ел/см2 ) зразків легованих MG-сплавів є меншими, ніж неопромінених зразків, відпалених в
Таблиця 4
| Сплав | Режим ТО | і(s1 ) | |
| контрольний | опромінений | ||
| i(s1 ) | |||
| MG-3 | 380 0 С, 15 хв | 3,78 | 3,74 |
| 420 0 С, 15 хв | 4,07 | 3,97 | |
| MG-8 | 420 0 С, 15 хв | 3,83 | 3,73 |
однакових умовах. Це свідчить про те, що попереднє опромінення сповільнює процес кристалізації цих матеріалів на його початковій стадії.
Вплив опромінення на динаміку часових змін початкової магнітної проникності відпалених в оптимальному режимі MG-сплавів відображено .Опромінення проводилось як перед термообробкою (γ + ТО), так і після (ТО + γ). Видно, що для опромінених зразків аморфних сплавів спостерігаються ефекти як зворотніх, так і незворотніх змін μі при їх витримці при кімнатній температурі. Протягом приблизно одного року початкова магнітна проникність опромінених сплавів стабілізується.
Видно, що початкова магнітна проникність нанокристалічних FM-сплавів менш чутлива до дії опромінення, ніж аморфних MG-сплавів. Для MG-сплавів спостерігається зменшення початкової магнітної проникності під дією опромінення до 15 – 30 %, а для FM-2Т та FM-6 – до 8 – 12 %. Максимальні зміни μі опромінених магнітопроводів, виготовлених зі сплавів FM-10 та FM-11 ще менші і становлять 5 – 7 %. Видно, також, що істотні зміни μі та вихід на стаціонар залежностей μі (Фγ ) MG- і FM‑сплавів відбуваються в однакових інтервалах доз g-опромінення. Це може свідчити про те, що ініційовані радіаційною обробкою зміни початкової магнітної проникності FM-сплавів зумовлені структурними змінами в їх аморфній матриці. Більше того, схожість дозових залежностей початкової магнітної проникності може також означати, що механізми впливу опромінення на структуру аморфної матриці FM-сплавів і на структуру MG-сплавів якісно однакові. Роль, яку, ймовірно, виконує молібден в MG-сплавах, у нанокристалічних сплавах може належати атомам ніобію.
Часова стабільність магнітних характеристик опромінених нанокристалічних сплавів також є вищою, ніж аморфних. відображено вплив опромінення на часові залежності початкової магнітної проникності магнітопроводів, виготовлених з FM-сплавів. Видно, що для опромінених зразків цих матеріалів спостерігаються значно менші зміни μi з часом витримки при кімнатній температурі, ніж для зразків аморфних сплавів . Це також може свідчити про те, що зміни магнітних характеристик нанокристалічних сплавів зумовлені структурними змінами в їх аморфній матриці.
Попереднє g-опромінення може приводити до суттєвого покращення магнітних характеристик нанокристалічних сплавів. На рис. 15 видно, що початкова магнітна проникність попередньо опромінених зразків сплаву FM-11 в 3,5 – 4 рази більша, ніж в контрольних. Крім того видно, що μі опромінених зразків сплаву залишається стабільною протягом 2-ох років. Стабільність та стабілізація магнітних характеристик опромінених аморфних і нанокристалічних сплавів є передумовою для використання радіаційної обробки як методу корекції характеристик цих матеріалів. Таким чином попереднє опромінення може бути використаним як метод керування властивостями аморфних і нанокристалічних сплавів.
Висновки
1. Встановлено, що електронне опромінення при кімнатній температурі приводить до росту існуючих кристалів в аморфно-кристалічних сплавах Fe‑Si-B.
2. Запропоновано два механізми впливу опромінення на структуру аморфних сплавів Fe-Si-B: радіаційно-стимульована релаксація і розупорядкування.
3. Встановлено, що величина і напрям змін висоти першого максимуму структурного фактора, температури Кюрі, температури кристалізації сплавів Fe-Si-B під дією опромінення істотно залежать від концентрацій кремнію і бору в їхньому складі. Показано, що відмінність впливу опромінення на ближній порядок і процес кристалізації в аморфних сплавах Fe-Si-B може бути пов’язана з різними механізмами радіаційно-стимульованої дифузії атомів кремнію і бору. Кремній дифундує за механізмом заміщення, бор – за міжвузловинним.
4. Встановлено, що легування нікелем і молібденом приводить до зменшення чутливості до опромінення висоти першого максимуму структурного фактора, температури Кюрі і температури кристалізації і до збільшення чутливості магнітної проникності аморфних сплавів на основі системи Fe‑Si‑B. Ці результати свідчать про утворення збагачених бором кластерів навколо атомів молібдену, які можуть приводити до зменшення коефіцієнту дифузії бору і зниження рухливості доменних стінок при перемагнічуванні.
Список використаних джерел
1. Полотнюк В.В., Шалаев А.М., Котов В.В., Ефимова Т.В., Власак Г., Шкапа В.М. Изменения локальной структуры аморфных сплавов Fe85-х Сох B15 в зависимости от содержания Со и облучения γ-квантами // Металлофизика. – 1991 – 13, №7 – С. 97 – 103.
2. Поварчук В.Ю., Неймаш В.Б., Крайчинський А.М., Носенко В.К., Маслов В.В. Вплив електронного опромінення на температуру Кюрі та температуру кристалізації аморфних сплавів Fe-Si-B // Труды XVI Международной конференции по физике радиационных явлений и радиационному материаловедению. – Алушта (Украина). – 2004 – С. 103 – 104.
3. Аморфные металлические сплавы. Под ред. Люборского Ф.Е. / Пер. с англ. Под. ред. Прокошина. – М.: Металлургия, 1987. – 518. с.
4. Вонсовский С.В., Шур Я.С. Ферромагнетизм. – М.: ОГИЗ Гос. изд-во технико-теоретической литературы, 1948. – С. 816.
5. Беднарська Л., Ковбуз М., Білик О., Гореча М. Взаємозв’язок складу та корозійної стійкості ряду аморфних сплавів на основі заліза. / Матеріали міжнародної конференції-виставки "Проблеми корозії і протикорозійного захисту матеріалів", КОРОЗІЯ-98, 9-11червня 1998, Львів.-с.259 – 261.
6. Walter J.L., Bacon F., Luborsky F.E. The ductile-brittle transition of some amorphous alloys // Mater. Sci. and Eng. – 1976. – 24, №2. – P. 239 – 245.