Структурные изменения аморфных сплавов под воздействием ионного облучения

 

Малынкин В.Г., Маряхин М.А.

 

Обнинский государственный технический университет атомной энергетики, г. Обнинск

 

В последние годы все более широкое применение в различных областях промышленности и техники находят аморфные металлические материалы, полученные методом закалки из жидкого состояния и по сравнению со свойствами кристаллическими, имеющие ряд преимуществ.

В тоже время исследования последних лет показали, что широкая гамма неравновесных состояний материала, полученных при энергетическом воздействии на аморфный материал, могут представлять гораздо больший интерес, чем просто аморфное и кристаллическое состояние. Это прежде всего, нанокристаллические материалы. При этом оказалось, что радиационная обработка имеет несоизмеримые преимущества перед другими методами воздействия.

В данной работе исследовался аморфный сплав АМАГ172(Сo-58%, Fe-5%, Ni-9%, Cr-2%, Si-12%, B-12%). Он является одним из широко используемых магнитомягких материалов данного класса. Хорошо налаженное производство лент из этого сплава  (толщина 15…20 мкм) позволяет говорить о серийном производстве изделий из этого материала. Таковыми являются трансформаторы, дроссели, которые могут быть использованы в оборудовании космических летательных аппаратов.

Целью данной исследовательской работы является изучение температурной стабильности аморфного состояния и основных стадий кристаллизации при отжиге, а также поведение данного материала при облучении.

В данной работе использовались следующие методы исследования:

1) рентгенографический анализ,

2) измерение микротвердости,

3) измерение термоЭДС.

Отжиг проводили в муфельной и вакуумной печах. Образцы подвергались облучению на установке ионной имплантации, ионами аргона.

В результате проведенных исследований было установлено, что при отжиге и радиационном воздействии, материал переходит из кристаллического в аморфное состояние. В ходе проведения работы, по изменению микротвердости был установлен температурный сдвиг между процессами термического воздействия и облучения. Прослежено изменение структуры изначально аморфных образцов в зависимости от параметров облучения (дозы и интенсивности). Предполагается также, что при этом изменяются магнитные свойства исследуемого материала.

Используемые методы анализа позволяют качественно и достаточно определенно установить переход из аморфного в кристаллическое состояние. Основная сложность состоит в том, что сплав АМАГ 172 является многокомпонентным, что затрудняет идентификацию рентгенограмм вследствие образования большого количества фаз, которые в совокупности дают комплексную картину. Измерения сделанные нами по схеме: аморфный - отожженный или (и) облученный – кристаллический образец сплава (слиток), позволяют проследить динамический переход из термодинамически неравновесного состояния (аморфного) в равновесное поликристаллическое состояние. Полученные данные коррелируют с аналогичными исследованиями похожих по составу сплавов.