Том 125, № 7 (2024)

Исследованы различные механизмы перемагничивания ферромагнитных цепочек Co конечной длины на поверхности Pt(664). Установлено, что перемагничивание коротких цепочек происходит за счет одновременного переворота всех магнитных моментов. При большей длине цепочки перемагничивание происходит посредством формирования антидоменной стенки неелевского типа. Перемагничивание длинной цепочки может осуществляться как за счет формирования антидоменной, так и доменной стенки. Геодезическим методом упругой ленты вычислены энергетические барьеры для перемагничивания атомных цепочек длиной от 5 до 100 атомов. В рамках гармонического приближения теории переходного состояния вычислены частотные префакторы. Обнаружена немонотонная и достаточно сильная зависимость частотных префакторов как от длины цепочки, так и от величины внешнего магнитного поля. Построены кривые намагничивания цепочек из атомов Co, найдены значения остаточной намагниченности и коэрцитивной силы цепочек. Проанализированы зависимости коэрцитивной силы от длины цепочки, температуры и скорости изменения магнитного поля.

Микротекстура и структура промышленного сплава Ti–6Al–4V практически в однофазном a-состоянии, полученные с использованием термомеханической обработки, включающей горячую прокатку, были изучены методами рентгеновской дифрактометрии, оптической, просвечивающей и растровой электронной микроскопии. Обнаружено, что слоистая мелкозернистая микроструктура в поперечном сечении плиты, перпендикулярном направлению прокатки, характеризуется отбором равноосных глобулярных a-зерен по ориентационным соотношениям Бюргерса и двойниковым ориентациям. Выявленные распределения a-зерен по размерам и кристаллографическим ориентациям в поперечном сечении плиты сопоставляются с особенностями распределений, установленными для плоскости прокатки плиты. Обоснованы программно-аппаратные методы обнаружения и структурные механизмы образования микротекстурных областей в сплаве.

Методами просвечивающей и растровой электронной микроскопии изучены предмартенситные состояния и их связь с мартенситными превращениями в сплавах с эффектом памяти формы Сu–38 мас.%Zn и Сu–39.5 мас.%Zn. Выполнен анализ наблюдаемого диффузного рассеяния электронов, в том числе в экспериментах in situ при нагреве и охлаждении, и дефектности внутренней субструктуры аустенита и мартенсита. Основываясь на кристаллоструктурных данных, полученных в предмартенситном состоянии, предложены кристаллографические модели мартенситной перестройки β₂→β₂′, β₂→β₂″ и β₂→γ₂′.

Ближний порядок в магнитомягких сплавах FeGa, содержащих от 3 до 25 ат.% Ga, исследован методом ядерной гамма-резонансной спектроскопии. Анализ мёссбауэровских спектров проведен с помощью разложения на подспектры, соответствующие различным конфигурациям окружения атома Fe атомами Ga в первой и второй координационных сферах. Показано, что в образцах сплавов, содержащих от 3 до 17 ат.% галлия, ближний порядок практически не зависит от условий термической обработки (закалка из парамагнитного состояния или выдержка в ферромагнитном состоянии) и характеризуется наличием пар атомов Ga в положении вторых соседей (кластеры B2-типа). При содержании Ga от 17 до 21 ат.% доля кластеров B2-типа оказывается существенно выше после закалки, чем после отжига, что коррелирует с наблюдаемым влиянием термообработки на величину магнитострикции. При дальнейшем увеличении концентрации Ga (21–25 ат.%) наблюдаемые особенности в распределении атомов Ga свидетельствуют о появлении и росте областей D0₃-фазы.

Представлен критический обзор исследований перлита — важнейшей структурной составляющей углеродистых и низколегированных сталей. Основное внимание уделено особенностям тонкого строения перлита, выявленным методами просвечивающей и растровой электронной микроскопии. Сформулированы наиболее перспективные направления исследований, результаты которых позволят расширить представления о перлитном превращении в сталях и поведении феррито-цементитных смесей в различных условиях внешнего нагружения.

Алюминий и его сплавы имеют широкий диапазон применения благодаря его низкой плотности, стоимости и высокой удельной прочности. Особенно перспективными являются композиты с матрицей Al–Cu с превосходными микроструктурными и механическими характеристиками. За счет образования интерметаллида, содержащего Cu, свойства сплавов на основе Al были значительно улучшены. В данном исследовании композиты с матрицей из чистого алюминия и Cu, упрочненные керамическими микрочастицами на основе карбида SiC и оксида ZrO₂, были изготовлены методами порошковой металлургии. Исходные смеси Al–Cu трех различных составвов были подвергнуты жидкофазному спеканию в трубчатой печи при температурах 380°C и 580°C в течение 4 ч в инертной атмосфере. Согласно результатам, полученным с помощью сканирующей электронной микроскопии и энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии, все образцы имеют однородную микроструктуру. Было обнаружено, что повышение температуры спекания увеличивает плотность композита. Добавление в композит преимущественно Cu и керамических упрочняющих частиц повысило твердость почти в 2 раза. За счет образования интерметаллидов были получены самые высокие значения твердости, например 173.73 HV, для образцов с большим содержанием Cu. В ходе испытаний на износ было обнаружено, что образцы, спеченные при высоких температурах, имеют лучшие трибологические характеристики. Так, увеличение содержания Cu улучшает фрикционное поведение образцов. Увеличение содержания Cu усиливает образование интерметаллидов в образцах с высоким содержанием Cu, спеченных при более высоких температурах, износостойкость возросла в 2–6 раз. По результатам проведенных испытаний были определены оптимальные химические составы и параметры изготовления.