Аморфные металлические сплавы (металлические стекла), их свойства и области применения

ВВЕДЕНИЕ 1
1. КЛАССИФИКАЦИЯ МАТЕРИАЛОВ С НЕУПОРЯДОЧЕННОЙ СТРУКТУРОЙ 2
2. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ АМОРФНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ 3
3. СВОЙСТВА АМОРФНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ 4
3.1 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АМОРФНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ 4
3.2МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА АМОРФНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ 5
3.2.1 Коллинеарный и неколлинеарный ферромагнетизм аморфных металлических сплавов 5
3.2.2 Магнитомягкость аморфных металлических сплавов 6
3.2.3 Влияние аморфизации и немагнитных примесей на температуру Кюри и атомный магнитный момент 7
3.2.4 Магнитострикция и магнитоупругий эффект 8
3.3 МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АМОРФНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ 9
3.3.1 Упругость 9
3.3.2 Прочность и твердость 10
3.3.3 Вязкость 13
3.4 КОРРОЗИОННЫЕ СВОЙСТВА АМОРФНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ 13
4. ПРИМЕНЕНИЕ АМОРФНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СПЛАВОВ 16

Весь текст будет доступен после покупки

В начале 60-х годов прошлого столетия были получены металлические материалы, атомная структура которых принципиально отличалась от традиционной – атомы вещества не были упорядоченными, их пространственное расположение было случайным. Структура таким металлических сплавов подобна структуре смолы или жидкого расплава, однако при этом материал оставался твердым, проявляя свойства характерные для твердого тела. Для обозначения таких сплавов используют различные термины: аморфный металлический сплав, неупорядоченный металлический сплав, металлическое стекло.
В настоящее время более используемым является словосочетание аморфный металлический сплав. Поскольку структура аморфных сплавов качественно отличалась от структуры кристаллических материалов ожидалось, что и их свойства будут существенно иными. В ряде случаев эти ожидания оправдались, в ряде случаев нет. Тем не менее, аморфные металлические сплавы нашли свою нишу в современном материаловедении, ежегодный объем производства этих материалов во всем мире исчисляется сотнями тысяч тонн и они применяются практически во всех отраслях современной промышленности начиная от электротехники и заканчивая электроникой.

Весь текст будет доступен после покупки

КЛАССИФИКАЦИЯ МАТЕРИАЛОВ С НЕУПОРЯДОЧЕННОЙ СТРУКТУРОЙ

Материалов обладающих неупорядоченной атомной структурой на самом деле достаточно много. Само понятие «неупорядоченное состояние», используемое для определения структурных особенностей материала, охватывает большой класс веществ. В общем случае под неупорядоченными материалами понимают вещества, которые находятся в конденсированном состоянии (т.е. являются твердыми телами) но при этом характеризуются отсутствием строгой периодичности и упорядоченности в расположении атомов, ионов, молекул или целых атомных групп на протяжении сотен и тысяч периодов
Существует несколько вариантов классификации, и одним из них является классификация материалов по их химическому составу.
1. Оксидные стекла – диэлектрические материалы на основе оксидов металлов и полупроводников. Наибольшее распространение имеют силикатные стекла, которые можно разделить на три группы:
а) бесщелочные стекла.
б) щелочные стекла без окислов тяжелых элементов.
в) щелочные стекла с высоким содержанием окислов тяжелых элементов.
Галогенидные стекла – стекла, основой которых являются не оксиды, а химические соединения на основе галогенов (F, Cl, Br, I, At).
Халькогенидные стекла – стекла образованные из сульфидов, селенидов и теллуридов.
2. Смешанные стекла – стекла синтезирующиеся из смеси стеклообразующих соединений различных систем.
3. Металлические стекла (аморфные металлические сплавы) - стекла на основе металлических материалов. Эти неупорядоченные материалы проявляют физические свойства характерные для металлов. Они являются электрическими проводниками, обладают соответствующими механическими и химическими свойствами. Если содержат в своем составе большое количество ферромагнитных элементов – проявляют определенные магнитные свойства. Выделяют несколько групп аморфных металлических сплавов в зависимости от их элементного состава:
а) Сплавы на основе переходных (ТМ) или драгоценных металлов Fe, Co, Ni, Mn, Pt, Pd, Au с металлоидами (М) или полупроводниками B, P, C, Si, Ge. Например, Fe-B, Fe-Si, Pd-Si, Ni-P.
б) Сплавы простых металлов, например, Mg-Zn, Ca-Al.
в) Сплавы переходного металла из начала ряда периодической таблицы Менделеева, например, Zr-Ni, Zr-Pd, Nb-Ni, Ir-Ta.
г) Сплавы ТМ - ТМ - на основе интерметаллидов. Например, Re- W, Mo, Cr, Ta-Ir.
д) Сплавы переходных металлов, обладающих собственным магнитным моментом с редкоземельными элементами. Например, Dy-Fe, Gd-Co, Dy-Ni, Tb- Cr.
6) Аморфные полупроводники - неупорядоченные материалы, проявляющие полупроводниковые свойства. Можно выделить две группы аморфных полупроводников:
а) элементарные полупроводники, то есть одноэлементные полупроводниковые материалы с аморфной структурой (Te, As, Sb, Ge, Si);
б) всевозможные соединения полупроводниковых элементов.
7) Аморфные полимеры – органические соединения, молекулярные цепочки которых хаотично расположены в объеме материала.
8) Смолы – органические и неорганические.
В данной работе будут рассмотрены особенности аморфных материалов пятой группы, то есть аморфных металлических сплавов (АМС), нашедших широкое применение практически во всех областях современной техники.

Весь текст будет доступен после покупки

1. И.В.Золотухин Физические свойства аморфных металлических материалов - М: Металлургия, 1986. - 176 с.
2. Аморфные металлы/под ред. Ц.Масумото - М.: Металлургия, 1987. - 328 с.
3. Аморфные металлические сплавы / под ред. В.В.Немошкаленко - Киев: Наук. Думка, 1987. - 248 с.
4. Аморфные металлические сплавы / под ред. Ф.Е.Люборского. – М.:Металлургия, 1987. - 584 с.
5. Золотухин И.В., Калинин Ю.Е., Стогней О.В. Новые направления физического материаловедения - Воронеж: Изд. ВГУ, 2000. - 360 с.
6. К.Хандрих, С.Кобе Аморфные ферро и ферримагнетики - М.: Мир, 1982. - 296 с.

Весь текст будет доступен после покупки