Свободный объем в аморфных сплавах и его изменение при внешних воздействиях

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Рассмотрено влияние избыточного свободного объема на структуру и кристаллизацию аморфных металлических сплавов. Его изменение является важной характеристикой таких сплавов. Приведены изменения свободного объема при структурной релаксации, вылеживании, термообработке, деформации, облучении. Показано, что доля избыточного свободного объема в материале зависит от состава сплава и условий его получения и изменяется при различных внешних воздействиях, которые могут способствовать как уменьшению, так и увеличению доли. Повышенная доля избыточного свободного объема влияет на физические свойства, эволюцию структуры, а также способствует ускорению кристаллизации аморфной фазы. Возможность управлять долей свободного объема в образце открывает новые пути управления структурой и, как следствие, свойствами материалов.

Об авторах

Г. Е. Абросимова

Институт физики твердого тела им. Ю.А. Осипьяна РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: gea@issp.ac.ru
Россия, 142432, Черноголовка

А. С. Аронин

Институт физики твердого тела им. Ю.А. Осипьяна РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: aronin@issp.ac.ru
Россия, 142432, Черноголовка

Список литературы

  1. Willens R.H., Klement W., Duwez P. // J. Appl. Phys. 1960. V. 31 P. 1136. https://doi.org/10.1063/1.1735777
  2. Trexler M.M., Thadhani N.N. // Prog. Mater. Sci. 2010. V. 55. P. 759. https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2010.04.002
  3. Hasani S., Rezaei-Shahreza P., Seifoddini A., Hakimi M. // J. Non-Cryst. Solids. 2018. V. 497. P. 40. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2018.05.021
  4. Cohen M.H.,Turnbull D. // J. Chem. Phys. 1959. V. 31. P. 1164.
  5. Doolittle A.K. // J. Appl. Phys. 1951. V. 22. P. 1471.
  6. Turnbull D., Cohen M.H. // J. Chem. Phys. 1961. V. 34. P. 120.
  7. Cohen M.H., Grest G.S. // Phys. Rev. B. 1979. V. 20. P. 1077.
  8. Wen P., Tang M.B., Pan M.X., Zhao D.Q., Zhang Z., Wang W.H. // Phys. Rev. B. 2003. V. 67. P. 212201.
  9. Haruyama O., Inoue A. // Appl. Phys. Lett. 2006. V. 88. P. 131906.
  10. Yavari A.R., Moulec A.L., Inoue A., Nishiyama N., Lupu N., Matsubara E., Botta W.J., Vaughan G., Michiel M.D., Kvick Å. // Acta Mater. 2005. V. 53. P. 1611.
  11. Rätzke K., Hüppe P.W., Faupel F. // Phys. Rev. Lett. 1992. V. 68. P. 2347.
  12. Dmowski W., Iwashita T., Chuang C. P., Almer J., Egami T. // Phys. Rev. Lett. 2010. V. 105. P. 205502.
  13. Ramachandrarao P., Cantor B., Cahn R.W. // J. Non-Crystal. Solids. 1977. V. 24. P.109.
  14. Cohen M.H., Grest G.S. // Phys. Rev. B 1979. V. 20. P. 1077.
  15. Chen S., Xu D., Zhang H., Chen H., Liu Y., Liang T., Yin Z., Jiang Sh.,Yang K., Zeng J., Lou H., Zeng Zh., Zeng Q. // Phys. Rev. B. 2022. V. 105. P. 144201. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.105.144201
  16. Ramachandrarao P., Cantor B., Cahn R.W. // J. Mater. Sci. 1977. V. 12. P. 2488.
  17. Cahn R.W. Rapid Solidification Processing: Principles and Technologies / Eds. R. Mehrabian et al. LA: Clattor’s Baton Rouge, 1978.
  18. Chen L.Y., Fu Z.D., Zhang G.Q., Hao X.P., Jiang Q.K., Wang X.D., Cao Q.P., Franz H., Liu Y.G., Xie H.S., Zhang S.L., Wang B.Y., Zeng Y.W., Jiang J.Z. // Phys. Rev. Lett. 2008. V. 100. P. 075501.
  19. Murali P., Ramamurty U. // Acta Mater. 2005. V. 53. P. 1467.
  20. Ketov S.V., Sun Y.H., Nachum S., Lu Z., Checchi A., Beraldin A.R., Bai H.Y., Wang W.H., Louzguine-Luzgin D.V., Carpenter M.A. // Nature. 2015. V. 524. P. 200.
  21. Abrosimova G., Volkov N., Pershina E., Tran Van Tuan, Aronin A. // J. Non-Cryst. Solids. 2019. V. 528. P. 119751. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2019.119751
  22. Taub A.I., Spaepen F. // Acta Metall. 1980. V. 28. P. 1781.
  23. Ruitenberg G., Hey P.D., Sommer F., Sietsma J. // Phys. Rev. Lett. 1997. V. 79. P. 4830.
  24. Xu Y., Fang J., Gleiter H., Horst H., Li J. // Scr. Mater. 2010. V. 62. P. 674.
  25. Slipenyuk A., Eckert J. // Scr. Mater. 2004 V. 50. P. 39.
  26. Launey M.E., Kruzic J.J., Li C., Busch R. // Appl. Phys. Lett. 2007. V. 91. P. 051913.
  27. Egami T. // Mat. Res. Bull. 1978. V. 13. P. 557.
  28. Liebermann H.H., Graham C.D., Flanders P.J., Jr. // IEEE Trans. Mag. 1977. V. MAG-13. P. 1541.
  29. Williams R., Egami T. // IEEE Trans. Mag. 1976. V. MAG-12. P. 927.
  30. Egami T. // J. Am. Ceram. Soc. 1977. V. 60. P. 128.
  31. Chen H.S., Leamy H.J., Barmatz M. // J. Non-Cryst. Solids. 1970. V. 5. P. 444.
  32. Soshiroda T., Koiwa M., Masumoto T. // J. Non-Cryst. Solids. 1976. V. 21. P. 688.
  33. Berry B.S., Pritchet W.C. // Phys. Rev. Lett. 1975. V. 34. P. 1022.
  34. Chou C.-P.P., Turnbull D. // J. Non-Cryst. Solids. 1975. V. 17. P. 169.
  35. Gunderov D., Astanin V., Churakova A., Sitdikov V., Ubyivovk E., Islamov A., Jing Tao Wang // Metals. 2020. V. 10. P. 1433. https://doi.org/10.3390/met10111433
  36. Nishiyama N., Horino M., Inoue A. // Mater. Trans JIM. 2000. V. 41. № 11. P. 1432. https://doi.org/10.2320/matertrans1989.41.1432
  37. Chen H.S. // J. Appl. Phys. 1978. V. 49. P. 3289. https://doi.org/10.1063/1.325279
  38. Meng F., Tsuchiya K., Seiichiro I.I., Yokoyama Y. // Appl. Phys. Lett. 2012. V. 101. № 12. P. 121914. https://doi.org/10.1063/1.4753998
  39. Boltynjuk E., Gunderov D., Ubyivovk E., Monclús M., Yang L., Molina-Aldareguia J., Tyurin A., Kilmametov A., Churakova A., Churyumov A. // J. Alloys Compd. 2018. V. 747. P. 595. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.03.018
  40. Aronin A.S., Louzguine-Luzgin D.V. // Mechan. Mater. 2017. V. 113. № 10. P. 19. https://doi.org/10.1016/j.mechmat.2017.07.007
  41. Mironchuk B., Abrosimova G., Bozhko S., Pershina E., Aronin A. // J. Non-Crystal. Solids. 2022. V. 571. P. 121279. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2021.121279
  42. Li Q.-K., Li M. // Mater.Trans. 2007. V. 48. № 7. P. 1816. doi: 102320/matertrans.MJ200875
  43. Jiang W.H., Atzmon M. // Acta Mater. 2003. V. 51. № 14. P. 4095. https://doi.org/10.1016/S1359-6454(03)00229-5
  44. Maaß R., Birckigt P., Borchers C., Samwer K., Volkert C.A. // Acta Mater. 2015. V. 98. P. 94. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2015.06.062
  45. Greer A.L., Cheng Y.Q., Ma E. // Mater. Sci. Eng. R. 2013. V. 74. № 4. P. 71. https://doi.org/10.1016/j.mser.2013.04.001
  46. Rösner H., Peterlechner M., Kübel Ch., Schmidt V., Wilde G. // Ultramicroscopy. 2014. V. 142. № 7. P. 1. https://doi.org/10.1016/j.ultramic.2014.03.006
  47. Schmidt V., Rösner H., Peterlechler M., Wilde G. // Phys. Rev. Lett. 2015. V. 115. № 7. P. 035501. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.115.035501
  48. Абросимова Г.Е., Матвеев Д.В., Аронин А.С. // УФН. 2022. Т. 192. № 3. P. 247. https://doi.org/10.3367/UFNr.2021.04.038974
  49. Gunderov D., Astanin V., Churakova A., Sitdikov V., Ubyivovk E., Islamov A., Wang J.T. // Metals. 2020. V. 10. № 11. P. 1433. https://doi.org/10.3390/met10111433
  50. Chen Y.M., Ohkubo T., Mukai T., Hono K. // J. Mater. Res. 2009. V. 24. P. 1. https://doi.org/10.1557/jmr.2009.0001
  51. He J., Kaban I., Mattern N., Song K., Sun B., Zhao J., Kim D. H., Eckert J., Greer A.L. // Sci. Rep. 2016. V. 6. P. 25832. https://doi.org/10.1038/srep25832
  52. Liu C., Roddatis V., Kenesei P., Maaß R. // Acta Mater. 2017. V. 140. P. 206. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2017.08.032
  53. Chen Z.Q., Huang L., Wang F., Huang P., Lu T.J., Xu K.W. // Mater. Design. 2016. V. 109. P. 179. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2016.07.069
  54. Abrosimova G., Chirkova V., Pershina E., Volkov N., Sholin I., Aronin A. // Metals. 2022. V. 12. P. 332. https://doi.org/10.3390/met12020332
  55. Cremaschi V., Arcondo B., Sirkin H., Vazquez M., Asenjo A., Garcia J.M., Abrosimova G., Aronin A. // J. Mater. Res. 2000. V. 15. № 9. P. 1936. https://doi.org/10.1557/JMR.2000.0279
  56. Abrosimova G.E., Aronin A.S., Kir’janov Yu.V., Matveev D.V., Zver’kova I.I., Molokanov V.V., Pan S., Slipenyuk A. // J. Mater. Sci. 2001. V. 36. № 16. P. 3933.
  57. Abrosimova G., Matveev D., Pershina E., Aronin A. // Mater. Lett. 2016. V. 183. P. 131. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2016.07.053
  58. Abrosimova G., Aronin A. // Mater. Lett. 2017. V. 206. P. 64. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2017.06.098
  59. Абросимова Г.Е., Аронин А.С. // ФТТ. 2017. Т. 59. Вып. 11. С. 2227.
  60. Hirata A., Guan P., Fujita T., Hirotsu Y., Inoue A., Yavary A., Sakurai T., Chen M. // Nature Mater. 2011. V. 10. P. 28. https://doi.org/10.1038/nmat2897
  61. Abrosimova G., Aronin A., Budchenko A. // Mater. Lett. 2015. V. 139. P. 194. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2014.10.076
  62. Abrosimova G.E., Aronin A.S. // Int. J. Rapid Solidif. 1991. V. 6. P. 29.
  63. Абросимова Г.Е., Аронин А.С., Волков Н.А. // ФТТ. 2019. Т. 61. С. 1352.
  64. Volkov N., Abrosimova G., Aronin A. // Mater. Lett. 2019. V. 265. P. 127431. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2020.127431
  65. Абросимова Г.Е. // УФН. 2011. Т. 181. № 12. С. 1265. https://doi.org/10.3367/UFNr.0181.201112b.1265
  66. Doi K. // J. Non-Cryst. Solids 1979. V. 34. P. 405.
  67. Gerling R. // Scripta Met. 1982. V. 16. P. 963.

Дополнительные файлы


© Г.Е. Абросимова, А.С. Аронин, 2023