Том 125, № 10 (2024)

Исследовано влияние анизотропии упругой энергии на термоэдс увлечения в благородных металлах при низких температурах. Для описания взаимодействия электронов с продольными фононами использована теория деформационного потенциала. В расчетах релаксации электронов на сдвиговых компонентах колебательных мод использована константа электрон-фононного взаимодействия, определенная ранее из сопоставления результатов расчета электросопротивления объемных кристаллов Au, Ag и Cu с экспериментальными данными. Определены максимальные значения термоэдс увлечения в совершенных кристаллах благородных металлов. Эти значения не зависят от констант электрон-фононного взаимодействия, а определяются упругими модулями второго порядка, плотностью кристаллов и концентрацией электронов. Показано, что квазипоперечные фононы вносят преобладающий вклад в термоэдс увлечения при низких температурах. Тогда как вклад продольных фононов оказался ничтожно мал. При этом для совершенных кристаллов Au, Ag и Cu доминирующий вклад в электрон-фононное увлечение вносит медленная t2-мода.

Комбинацией рентгеновских и магнитометрических методов исследований показано, что при магнетронном напылении многослойных периодических систем Dy/Co происходит образование интерметаллидов DyCo₂ и DyCo₃. Основной причиной фазообразования различных интерметаллидов является структурное состояние буферного слоя – кристаллического в случае кристаллической подложки и аморфного в случае стеклянной.

Распределение магнитной проницаемости по сечению быстрозакаленных аморфных лент Co_68.6Fe_3.9Mo_3.0Si_12.0B_12.5 было исследовано в интервале от 0 до 480 МПа упругих растягивающих напряжений. Распределение магнитной проницаемости по сечению лент восстанавливали с помощью магнитоимпедансной томографии – метода, основанного на анализе частотных зависимостей импеданса при приложении внешних магнитных полей различной интенсивности или при разных значениях растягивающих механических напряжений. При этом частоту переменного тока варьировали в диапазоне от 0.01 до 80 МГц.

Методом молекулярной динамики (МД) смоделировали дефектообразование в неупорядоченном бинарном сплаве Fe–10 ат.%Cr. Сгенерированная выборка, включающая в себя 14 784 событий образования радиационных дефектов, инициированных первично-выбитыми атомами (ПВА) Fe и Cr с энергиями 100 эВ$\le E_{PKA}\le 5 кэВ$ вдоль двадцати двух неэквивалентных кристаллографических направлений, использована для расчета средних пороговых энергий смещения. Показано, что в исследуемом материале средние пороговые энергии смещения атомов Fe и Cr совпадают и равны null эВ. Используя полученные данные МД-моделирования, построили зависимость $E_d$ от $E_{PKA}$, которая распадается на два линейных фрагмента, определяемых механизмом дефектообразования. Определили значение $E_{cc}\approx$0.84 кэВ, при котором образование изолированных точечных дефектов при низких энергиях ПВА $E_{PKA}\le E_{cc}$ сменяется дефектообразованием в каскадах столкновений, инициируемых ПВА с энергиями $E_{PKA}\ge E_{cc}$. На основании результатов МД-моделирования модифицировали каскадную функцию в модели Кинчина–Пиза, чтобы учесть зависимость пороговых энергий смещения $E_d$ от энергии $E_{PKA}$.

Изучена эволюция структуры хромогафниевой бронзы при высокоскоростной интенсивной пластической деформации методом динамического канально-углового прессования (ДКУП) и последующем отжиге. Показано, что фрагментация структуры при ДКУП происходит преимущественно по механизму двойникования, особенно при деформации в 2 прохода. При этом происходит существенное упрочнение и микротвердость возрастает до 1750 МПа. При отжиге бронзы наблюдается дополнительное упрочнение за счет выделения частиц Cu₅Hf и Cr. Структура бронзы после ДКУП имеет высокую термическую стабильность, максимум твердости достигается после отжига при 400°С. Упрочнение и термическая стабильность структуры в хромогафниевой бронзе выше, чем в гафниевой.

Методами рентгеноструктурного анализа и сканирующей электронной микроскопии, включающей ориентационный анализ с использованием дифракции обратнорассеянных электронов, исследованы морфологические и кристаллографические особенности двухфазных α+β-состояний в сплаве Zr–2.5Nb, сформированных при охлаждении из β-области с различными скоростями охлаждения (“вода”, “воздух”, “печь”). При кристаллографическом анализе помимо ориентационных карт (EBSD) были использованы спектры разориентаций межкристаллитных и межфазных границ, а также восстановление высокотемпературных β-зерен по ориентационным соотношениям Бюргерса. Показано, что при существенных различиях в морфологических особенностях структурных состояний, обусловленных скоростями охлаждения, кристаллографически наблюдается практически одна и та же картина: полное совпадение спектров разориентаций межкристаллитных (α'/α' и α/α) и межфазных (α'/β и α/β)-границ. Рентгеновский анализ не зафиксировал наличие в структуре сплава β-фазы при закалке в воду, но показал ее заметное количество при меньших скоростях охлаждения. При этом химический состав β-фазы является близким к точке нонвариантного превращения (~ 20 ат. % Nb). Сделано предположение, что при всех скоростях охлаждения фазовые превращения реализуются по одному и тому же механизму – сдвиговая перестройка решетки ОЦК↔ГПУ, сопровождающаяся направленными перескоками отдельных атомов. Подтверждено, что наблюдающаяся β-фаза является не сохраненной из высокотемпературной области, а выделившейся в процессе фазовых превращений по механизму сдвиг-тасовка на сформированных ранее α'/α'- или α/α-границах.

В работе исследованы эволюция структуры и свойства низколегированных дисперсионно-твердеющих сплавов на основе систем Cu–Zr, Cu–Cr и Cu–Cr–Zr при высокоскоростной деформации (~10⁵ с⁻¹) методом динамического канально-углового прессования (ДКУП) и последующих отжигах (старении) при 200–700°С. Изучена роль легирования микродобавками Cr (0.09–0.22 мас.%) и Zr (0.04–0.20 мас.%) в достижении высокой твердости меди с субмикрокристаллической структурой, полученной ДКУП. Исследовано влияние ДКУП и последующего старения на электропроводность сплавов. Определена последовательность процессов распада α-твердого раствора на основе меди с выделением наноразмерных частиц вторых фаз и рекристаллизации. Показано, что роль циркония обусловлена выделением наночастиц фазы Cu₅Zr в процессе ДКУП и последующего отжига на дислокациях и субграницах, их закреплением и уменьшением подвижности, в результате чего замедляется процесс образования центров рекристаллизации, требующий перестройки дислокационной структуры.