Аморфні метали
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
МІНІСТЕРСТВО ОСВВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
Аморфні метали
Курсова робота
ЗМІСТ
ВСТУП
I. АМОРФНІ МЕТАЛЕВІ СПЛАВИ, ПРОЦЕС УТВОРЕННЯ ТА СТРУКТУРА
1.1 Історія відкриття металевих стекол
1.2 Структура аморфного стану
1.3 Утворення аморфних матеріалів
II. КРИСТАЛІЗАЦІЯ АМОРФНИХ МЕТАЛЕВИХ СПЛАВІВ
2.1 Аморфні метали
2.2 Протікання процесу аморфізації
2.3 Механізми кристалізації аморфних сплавів
2.4 Методи отримання аморфних і наноструктурних матеріалів
III. МЕТОДИ ОДЕРЖАННЯ АМОРФНИХ МЕТАЛІВ
3.1 Методи розпилювання
3.2 Загартування на охолоджуючих поверхнях
3.2.1 Дискретні методи
3.2.2 Безперервні методи
3.3 Іонно-плазмове розпилення
3.4 Аморфізація сплавів шляхом пластичної деформації
IV. АМОФНІ ФЕРОМАГНЕТИКИ ВЛАСТИВОСТІ І ЗАСТОСУВАННЯ
4.1 Аморфні феромагнетики
4.2 Використання аморфних сплавів у якості дифузійного барєру та для виготовлення магнітних голівок і сенсорів
4.3 Ноу-хау у галузі металевих стекол. Гнучке скло. REAL - скло
ВИСНОВКИ
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ
ВСТУП
Останніми роками значну роль в створенні нових матеріалів відіграють аморфні і наноструктурні стани. Аморфні і наноструктурні металеві сплави є обєктами як фундаментальних досліджень, так і прикладних розробок.
В результаті постійного зростання інтересу до таких матеріалів, систематично проводяться міжнародні конференції з різних проблем їх вивчення і практичного використання. Особливо висока активність в даній області постерігається в США, Японії і низці країн Європейського співтовариства. Існують також прогнози про зростання числа областей і обємів застосування аморфних і наноструктурних металевих сплавів найближчим часом, що пояснюється унікальним комплексом їх властивостей, поєднанням електромагнітних, міцністних, корозійних і ін. специфічних властивостей цих матеріалів. Використання нових аморфних і наноструктурних сплавів як конструкційних матеріалів перспективно для створення приладів, машин і систем за допомогою яких можна вирішувати проблеми інформаційного забезпечення, енергозбереження, екології, підвищення ресурсу і безпеки сучасної техніки.[1].
Принципові труднощі отримання аморфних металевих сплавів, що отримуються в процесі твердіння розплавів в основному подолані. Проте для наноструктурних металевих матеріалів з характерним розміром порядку ~1-10нм такі труднощі ще збереглися. Це відноситься і до процесів компактування нано-порошків, і до інших відомих методів отримання масивних наноматеріалів. Новими ефективними методами отримання масивних наноматеріалів стає термічна і інші види обробки обємних аморфних сплавів.
I. АМОРФНІ МЕТАЛЕВІ СПЛАВИ, ПРОЦЕС УВОРЕННЯ ТА ЇХ СТРУКТУРА
1.1 Історія відкриття металевих стекол
Перші роботи про отримання аморфних плівок при використанні вакуумного напилення зявилися в 50-і роки. Пізніше аморфні сплави були отримані методом електроосадження сплавів системи NI-P. У 1959 р. Була отримана дуже тонка фольга першого металевого скла сплаву Au+25ат.%Si. Під керівництвом Дювеза, при використанні методу „пострілу, учені отримали невелику кількість швидко загартованої фольги (луски), структура якої, як показав рентгено-структурний аналіз, була однофазним твердим розчином з границентрированою кристалічною решіткою, утворення якого неможливе врівноважних умовах. Проте повторити експеримент було дуже складно, оскільки установка була поспішно зібрана з скляних трубок. А отримана аморфна фольга була дуже нестабільною. [1]
У 1960 р. Ученими Салі і Мірошніченко був розроблений спосіб отримання аморфних сплавів шляхом двостороннього охолоджування розплавів. Швидкості охолоджування розплаву, що досягаються, складали ~106 К/с.
Коен і Теренбелл показали, що аморфний склад Au-Si близький доскладу сплаву з дуже низькою евтектичною крапкою на рівноважній діаграмі. Встановлена проста умова формування аморфних металевих сплавів - глибока евтектика на рівноважних діаграмах стану, що у свою чергу полегшило пошук систем і складів, які можуть аморфізуватися при загартуванні з розплаву.
1.2 Структура аморфного стану
Відразу ж після отримання аморфних металевих сплавів (АМС) виникли питання, повязані з їх атомною структурою. Чи змінився структурний хаос атомів, властивий рідкому стану, при швидкому охолодженні? Якщо змінився, то яким став новий структурний безлад? Нажаль, відповіді на ці питання непрості. Трудності посилюються тим, що до теперішнього часу немає прямих експериментальних методів, які могли б дати однозначну відповідь про структуру аморфних сплавів. Проте за допомогою рентгенівської, нейтронної, електронної дифракції було показано, що в АМС є більш-менш чітко обумовлений на відстані двох-трьох сусідніх атомів так званий ближній порядок . Щоб розібратися в суті цього поняття, скористуємося модельними уявленнями, які служать для ілюстрації просторового расположення атомів в кристалічних гратах. В таких моделях атоми вважаються кульками. Структура кристала утворюється в результаті багаторазового повторення в трьох напрямках одиничної елементарної комірки. Елементарна комірка представляє собою групу атомів, взаємне розташування яких однозначно визначено. На рис. 1.1