Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) Часть 2)

Слиток сплава номинального состава Fe7o,8CoioBioSii.5P7Cuo,7 массой 0,5 кг готовили индукционным плавлением в атмосфере аргона из чистых элементов (Fe, Co, Cu и Si) и предварительно приготовленных лигатур FeB и FeP. Компоненты сплава плавили в кварцевом тигле, расплав нагревался до температуры 1773 K и после двухминутной выдержки выливался в графитовую форму. Образцы с аморфной структурой получали методом спиннингования: выдавливания избыточным давлением аргона расплава из кварцевого тигля с соплом щелевидной формы на внешнюю поверхность вращающегося закалочного валка, изготовленного из хромистой бронзы. Полученные этим методом при линейной скорости поверхности валка 30 м/с и давлении эжекции 20 кПа образцы имели форму лент шириной 10 мм, толщиной 25 ± 1мкм и выдерживали без разрушения испытания на полный загиб. Структуру быстроохлажденных лент в исходном (свежеприготовленном) состоянии и после термической обработки изучали методами рентгенографического анализа дифрактограмм, снятых в фильтрованном кобальтовом излучении на автоматизированном дифрактометре «ДРОН-3М». Средний размер, L, нанокристаллов a-Fe в частично закристаллизованных образцах определяли по физическому уширению, B, дифракционного максимума (110) как L ~ X/(Bcos0) [7], где X — длина волны рентгеновского излучения, а 0 — угловое положение максимума. Относительную объемную долю кристаллической фазы, X, оценивали из соотношения X = A cr/(Acr + A am) [8], где A am и A cr — интегральные интенсивности отражений от аморфной и кристаллической фаз соответственно; объемная плотность нанокристаллов рассчитывалась как N = 6X/(nL3). Особенности перехода аморфной фазы в кристаллическое состояние изучали методами дифференциальной сканирующей калориметрии (калориметр “NETZSCH DSC 404”) при нагреве с постоянной скоростью и измерения электросопротивления в изотермических условиях. Электросопротивление (ЭС) измерялось стандартным четырехточечным методом с использованием тонких (50 мкм) серебряных проволок в качестве контактов. Изотермические выдержки (с точностью поддержания температуры ± 1 K) проводили в расплаве солей, время прогрева образцов составляло 2-3 с. Рентгенографические исследования показали, что дифракционные картины свежеприготовленной ленты сплава Fe 70 , 8 Co 10 B 10 Si 1 . 5 P?Cuc, 7 , снятые с контактной (прилегающей к закалочному валку) и свободной поверхностей лент, имели вид, типичный для металлических стекол (рис. 1, кривая 1). Рассчитанные по ширине диффузного гало размеры области когерентного рассеяния (о. к. р.) на свободной и контактной поверхностях лент составляли 1,6 ± 0,1 и 1,8 ± 0,1 нм соответственно. Измеренные размеры о. к. р. характерны для аморфных сплавов, а их различие свидетельствует о чувствительности структуры исследуемого стекла к скорости закалки. 26», град. 1 I 1 I 1 Л И 1 \ | ‘ I 1 А ' 1 \ ■ ' \ • ' ' '1 1 / w ' J 1 650 700 750 800 Г. К 850 Рис. 1. Дифрактограммы быстроохлажденных лент сплава Fe70,8Co10B10Si1,5P?Cuc,7 в исходном состоянии (свободная поверхность) — 1 — и нагретых со скоростью 10 K/мин до конца первой — 2 (760 K) — и второй — 3 (848 K) — стадии кристаллизации Рис. 2. ДСК-термограммы свежеприготовленных лент сплава Fe70,8Co10B10Si1,5P?Cuc,7 при нагреве со скоростями 5 K/мин (штриховая линия) и 40 K/мин (сплошная линия) Аморфный характер структуры подтверждается также результатами термографических исследований (рис. 2). Как видно из рис. 2, на термограммах ДСК наблюдаются два максимума тепловыделения, свидетельствующие о двухстадийном характере перехода исследуемого стекла в кристаллическое состояние. Это утверждение подтверждается результатами рентгенографических исследований образцов, нагретых до температур выше соответствующих максимумов на термограмме. Анализ дифрактограмм, приведенных на рис. 1, показал, что после первой стадии кристаллизации структура образца состоит из кристаллов a-Fe и остаточной аморфной матрицы, а после второй — образец имеет полностью кристаллическую структуру, состоящую из кристаллов a-Fe, боридов и фосфидов железа, структура которых в работе не идентифицировалась. Отметим, что наблюдаемый характер перехода аморфной фазы в кристаллическое состояние типичен для всех сплавов типа «Наномет» [4, 5]. 567