Sodobne metode za pridobivanje amorfnih materialov. Kristalna in amorfna struktura materialov

S psico, in n Imatov

Kamsky državni politehnični inštitut

g Naberezhnye chelny.

Možnosti za uporabo amorfni materiali

Razvoj sodobne tehnologije povzroča potrebo po iskanju in razvoju novih kovinskih materialov, ki nimajo le višjega fizika - kemijske lastnostiToda tudi s takšno kombinacijo različnih lastnosti v naravi, ki jih ni mogoče doseči na podlagi tradicionalnih materialov. Tak nov razred materialov so amorfne zlitine.

Amorfne zlitine so materiali visoka moč in odpornost proti koroziji; To so magneto-mehki materiali z magnetnimi lastnostmi histereze, katerega raven je značilna za najboljše kristalinične magnetne mehke materiale (Permalla, Poslanca); To so materiali z neodvisnimi lastnostmi; To so materiali s posebnim elastičnim (ELNVAR) in magnetomehanskimi lastnostmi (materiali z visoko fazo magnetomehanske komunikacije in piezomagnetni koeficient); To so materiali s posebnimi električnimi lastnostmi.

Morda uporabite v širokem obsegu amorfnih magneto-mehkih zlitin:

Izboljšanje kakovosti izdelkov z uporabo amorfnih zlitin z višjimi servisnimi značilnostmi kot tradicionalni kristalinični materiali;

Zamenjava kristalnih materialov, ki temeljijo na redkih kovinah z amorfnimi zlitinami, ki sestojijo iz bodisi bolj dostopnih elementov, ali vsebujejo pomanjkljive elemente v manjših količinah;

Prehod iz tradicionalne večstopenjske, dolgotrajne in energetske nasičene tehnologije za pridobitev končnega izdelka novi material - in energetsko varčna tehnologija za proizvodnjo izdelkov z gašenjem taline, ki v veliki meri nosijo lastnosti brez odpadkov in okolju prijazne tehnologije.

Glavne metode za pridobivanje amorfnih praškov temeljijo na hitro utrjevanju talinov, ki razvrščajo na podlagi lokacije toplotnega prehoda:

Postopek oblikovanja tekočega materiala v stiku s toplotnim prehodom. Ta pristop ima prednost, izdelek se oblikuje dosledno padec na kapljico (metode škropljenja). Harding med škropljenjem se lahko pojavi v več fazah, termična zgodovina posebnih delov vzorcev pa je lahko precej zapletena.

Metoda, pri kateri se talina dostavi na prehod toplote neprekinjeno, enakomerno, brez drobljenja (litje na hladilno površino).

Metoda (ki vključuje vse procese varjenja, ki je povezana s hitrim lokaliziranim taljenjem in naknadnim hitrim strjevanjem, medtem ko vzdržuje stalen stik s toplotnim generatorjem (običajno je nedvomn del istega materiala). Hladna toplotna obdelava je običajno trdna kovina, ki ima visoko toplotno prevodnost (na primer baker). Pri škropljenju, ko se hlajenje in utrjevanje kapljic pojavlja v procesu prostega razpona skozi plinski medij, in z iztiskanjem nit taline v tekoče hladilni medij, plin ali tekočina služi kot toplotno hladilno sredstvo.

Za vsak material lahko zgradite tako imenovani C-oblikovani grafikon začetka kristalizacije. Temelji na časovni odvisnosti. t., ki je potrebna za kristalizacijo določenega režnja prostornine taline h., od velikosti superkonžiranja Δ T. = (TM.- T.) . Ta diagram se imenuje TTT-diagram ( začetne črke angleške besede: Transformacija temperaturnega časa). Kaže kritično hitrost hlajenja Rc.. Posebna oblika krivulje TTT je določena z uvedbo dveh dejavnikov, ki delujejo v nasprotnih smereh, in sicer naraščajoče gonilna sila Proces kristalizacije z rastjo superloolija in zmanjšanjem difuzije mobilnosti atomov. Najprej z rastjo superkonžiranja začetnega časa kristalizacije t. Zmanjša se pri nekaterih temperaturah Tn. Doseže minimalno vrednost t.N.. Z nadaljnjo udarci taline, se postopno povečanje na začetku kristalizacije določi predvsem kot povečanje viskoznosti taline.

Rc. = (TM.- Tn.)/ tn.

https://pandia.ru/text/77/508/images/image002_184.gif "širina \u003d" 294 "višina \u003d" 301 SRC \u003d "\u003e

Shema. odvisnost temperature prosti volumen v tekočini brez prehoda na amorfno državo (1) in v primeru prehoda na amorfno stanje Tg. (2). Prikaže se le sprememba prostega volumna, ne da bi upoštevala toplotno širitev zaradi nihanja atomskih nihanj: VO. - Posebni volumensko volumensko tekočino na absolutni ničli

temperature; Δ. V.- prekomerna ("zamrznjena") prost volumen v amorfni fazi

Prosti volumen. Pod prostim prostorninom, prvič, lahko pomeni razliko med volumnom taline V. Z izbrano temperaturo T.in njegova volumen VO. z absolutno ničlo. Drugič, opredelitev prostega prostornine lahko formuliramo na naslednji način: Prosti volumen je razlika med volumnom taline V. Z izbrano temperaturo in skupni volumen komponent njegovih atomov. Običajno sledijo prvi opredelitvi. V skladu z "luknjo" teorijo tekočine, katerih fizikalne temelje, ki jih je oblikovala Ya. Frankel, tekočina je predstavljena kot nehomogeni, občasni sistem, v katerem so ravnotežne mikropore ("luknje") s povprečno količino ν h. in število Nh. odvisno od temperature. Skupni obseg teh Nh." ν h. in določa velikost prostega volumna Δ V.f.. . Če talina izgubi sposobnost, da se oblikuje zadostna količina Micropores (prosti volumen Δ VF. doseže nizke vrednosti), nato viskoznost taline η V skladu s tem se poveča in se bo njena amorfizacija pojavila.

Na podlagi študije teh metod se razvije metoda za pridobitev amorfnega praška v električni prahu plazme.

Ultra visoka hitrost hladilne tekoče kovine za pridobitev amorfne strukture je mogoče realizirati na različne načine. Splošno v njih je potreba po zagotavljanju števila hlajenja, ki ni nižja od 10 K / s. Znane metode katapultacije kapljic na hladno plastiko - dobro, škropljenje s plinom ali tekočino, spuščanje centrifugiranje ali curka, taljenje tanke folije kovinske površine z laserjem s hitro odstranjevanjem toplote z maso baze kovine, ultrafast hlajenje iz plina Okolje in drugi. Uporaba teh metod vam omogoča, da dobite trak različne širine in debeline, žice in praške.

Pridobivanje traku.

Večina učinkoviti načini Industrijska proizvodnja amorfnega traku je hlajenje tekočega kovinskega curka na zunanji strani (utrjevanje na disku) ali notranjih (centrifugalnih utrjevalnih) površin vrtenja bobnov ali taline med hladnimi zvitki, izdelanimi iz visoko toplotno ogrevalnih materialov.

Na sl. 1 so podani sheme Te metode. RAS-taljenje, pridobljeno v indukcijski peči, se stisnemo z nevtralnim plinom iz šobe in se strdi, ko se obrnete na rotacijsko stanje ohlajenega telesa (hladilnik), ki se strdi s površino. Razlika je v tem, da v metodah centrifugalnega utrjevanja in utrjevanja na disku, se talina ohladi samo na eni strani. Glavni problem je pridobiti zadostno stopnjo čistosti zunanje površine, ki ne pride v stik s hladilnikom. Metoda taljenja omogoča, da dobite dobra kakovost Obe površini traku, ki je še posebej pomembna za amorfne trakove, ki se uporabljajo za magnetne snemalne glave. Za vsako metodo obstajajo njegove omejitve glede velikosti trakov, saj obstajajo razlike v postopku strjevanja s strjevanjem, in v strojni opremi metod.

Sl. 1. Metode za izdelavo tankega traku z gašenjem taline:

ampak - centrifugalno utrjevanje;b. - utrjevanje na disku;v - selitvena talina;g. - centrifugalno utrjevanje;d. - Planetarni prenos na disku

Sl. 2. \\ T . Naprave za povečanje kontaktnega časa kapljičnega traku z diskom:zvezek - uporaba plinskih curkov;

b. - Uporaba vpenjalnega pasu

Če je širina traku do 5 mm v centrifugalnem utrjevanju, trakovi prejemajo trakove 10 mm širok in več. Metoda utrjevanja na disku, za katero je potrebna enostavnejša strojna oprema, omogoča spreminjanje širine traku v shi-rocky meje, odvisno od velikosti prevlečenih kroglice. Ta metoda Omogoča izdelavo kot ozke trakove s širino 0,1-0,2 mm in široka do 100 mm, in natančnost širine širine lahko ± 3 um. Naprave se razvijajo z največjo zmogljivostjo lončka do 50 kg.

V vseh napravah za utrjevanje iz tekočega stanja, kovina hitro strdi, širi tanek sloj na površini vrtečega ho-celice. S staranjem sestave zlitine je stopnja hlajenja odvisna od debeline taline in značilnosti hladilnika. Debelina taline na hladilniku se določi s hitrostjo rotacije in hitrostjo taline, ki je, je odvisna od premera šobe in plina tlaka na rasplainu. Velik pomen Ima desna izbira Kora napajalnika na disku, ki omogoča povečanje trajanja kovinskega stika s hladilnikom. Stopnja hlajenja je odvisna tudi od lastnosti same taline: toplotna prevodnost, toplotna zmogljivost, viskoznost, gostota.

Povečanje trajanja stika s trdilnim kovino z diskom je mogoče doseči z uporabo posebnih naprav: plinski curki, s pritiskom na trak na disk ali se premikajo z enako hitrostjo z diskerjem bakrene zlitine z berilij (Sl. 13.34 ). Tako je največja debelina amorfnega traku odvisna od kritične hitrosti hlajenja zlitin in zmogljivosti za namestitev za gašenje. Če je hitrost hlajenja, ki se izvaja v namestitvi, manj kritična, se amorfizacija kovine ne bo zgodila.

Sl. 3. Metode za izdelavo tanke žice iz taljenja:

zvezek - vlečenje taline skozi hladilno sredstvo (iztiskanje taline);b. - vlečenje nit iz vrtljivega bobna;v - vlečenje taline v stekleni kapilarni; 1-distributer; 2 - hladilno sredstvo;3 - Steklo; 4 - šoba; pet - WASP Watch.

Pridobivanje žice.

Za pridobitev fine amorfne žice se uporabljajo različne metode vlečenja vlaken iz taline.

V prvi metodi (slika 3,vendar) talilna kovina je raztegnjena v okrogli cevi skozi voda rešitev Soli. V drugem (sl. 3.b) - staljeno kovinski curek pade v tekočino, ki vodi centrifugalno silo notranja površina Vrtljivi boben: Sploščena nit je nato povezana iz vrtljive tekočine. Znana metoda, ki je sestavljena iz pridobitve amorfne žice, ki jih maksimalno hitro vleče talino v stekleni kapilarni (sl. 3,v). Ta metoda se imenuje tudi metoda Taylor. Vlakno se pridobimo z raztezanjem taline istočasno s stekleno cevjo, medtem ko je premer vlaken 2-5 mikronov. Glavna težava tukaj je sestavljena iz ločevanja vlaken iz pokrivnega stekla, ki seveda omejuje sestavo zlitin, amorficirana s to metodo.

Pridobivanje praška.Za proizvodnjo praška amorfnih zlitin, lahko uporabite metode in opremo, ki se uporabljajo za pripravo razsutega kovinskih praškov.

Na sl. 4 Shematsko prikazuje več metod, ki omogočajo v velikih količinah, da dobimo amorfne praške. Med njimi je treba na prvem mestu opozoriti na dobro dokazane metode rezanja.

Znano je, da proizvajamo amorfne praške s kavitacijsko metodo, ki se izvaja z valjanjem taline v zvitkih, in s pršenjem taline z vrtljivim diskom. V kavitacijski metodi (slika 4,b) stopil

Sl. 4. Metode za pridobitev amorfnih praškov:

zvezek - način škropljenja (metoda razpršila);b. - metoda kavitacije;v - metoda škropljenja rascape rotacijskega diska;1 - prašek; 2 - Surovine: \\ t3 - šoba; štiri - hladilno sredstvo;5 - ohlajena plošča

kovinska kovina je stisnjena v razkoraku med dvema zvitki (0,2-0,5 mm), izdelani, na primer iz grafita ali borovega nitrida. Kavitacija se pojavi - distributer se vrže v rolo v obliki praška, ki pade na hladilno ploščo ali na hladilno vodno raztopino. Kavitacija se pojavi v vrzeli med zvitki, zaradi katerih plinski mehurčki izginejo v kovini. Metoda škropljenja z vrtljivim diskom (sl. 4,v) načeloma, emerd na prej opisano metodo proizvodnje izdelkov brez prostih izdelkov, ampak tukaj staljene kovine, ki padajo v tekočino, je posuto zaradi turbulentnega gibanja. S to metodo prašek v obliki granul s premerom okoli 100 mikronov.

Amorfne zlitine (kovinska okna) so kovinske trdne snovi, v katerih na lokaciji atomov ni daljnega reda. To jim daje številne pomembne razlike od običajnih kristalnih kovin.

Amorfne zlitine so bile prvič pridobljene leta 1960 P. Duvez, vendar se je njihova široka raziskava in industrijska raba začela desetletje kasneje - po izumljeni metodi prediranja leta 1968. Trenutno je znanih več sto sistemov amorfiziranih zlitin, struktura in lastnosti kovinskih pletenic so bili podrobneje preučevani, regija njihove uporabe v industriji se širi.

Metode za pridobivanje amorfnih zlitin

Ultra visoka hitrost hladilne tekoče kovine za pridobitev amorfne strukture je mogoče realizirati na različne načine. Splošno v njih je potreba po zagotavljanju števila hlajenja, ki ni nižja od 106 stopinj / s. Znane metode katapultacije kapljic na hladni plošči, škropljenje s plinom ali tekočino, padec centrifugiranja kapljice ali curka, taljenje tanke kovinske površine z laserjem s hitro odstranjevanjem toplote mase osnovne kovine, ultrafast hlajenje Plinsko okolje in drugi. Uporaba teh metod vam omogoča, da prejmete trak različnih širin in debeline, žice in praškov.

Najučinkovitejše metode industrijske proizvodnje amorfnega traku so hlajenje tekočega kovinskega curka na zunanji (utrjevanje na disku) ali notranjih (centrifugalnih utrjevalnih) površin vrtenja bobnov ali taline med hladnimi zvitki, izdelanimi iz visoko toplotno prevodnost materialov.

Sl.1. Metode za izdelavo tankega traku s pogajanje taline: a) centrifugalno utrjevanje; b) utrjevanje na disku; c) valjarna talina; d) centrifugalno utrjevanje; e) Planetarna strjevanje

Slika 1 prikazuje shematske diagrame teh metod. Taličina, dobljena v indukcijski peči, se stisnemo z nevtralnim plinom iz šobe in se strdi, ko se obrnete na površino vrtečega ohlajenega telesa (hladilnik). Razlika je v tem, da se talina pri metodah centrifugalnega utrjevanja in utrjevanja na disku ohladi samo na eni strani.

Glavni problem je pridobiti zadostno stopnjo čistosti zunanje površine, ki ne pride v stik s hladilnikom. Način valjanja taline vam omogoča, da dobite dobro kakovost obeh površin traku, kar je še posebej pomembno za amorfne trakove, ki se uporabljajo za magnetne glave. Za vsako metodo obstajajo njegove omejitve glede velikosti trakov, saj obstajajo razlike v postopku strjevanja s strjevanjem, in v strojni opremi metod. Če je širina traku do 5 mm v centrifugalnem utrjevanju, trakovi prejemajo trakove 10 mm širok in več.

Metoda utrjevanja na disku, za katero je potrebna enostavnejša strojna oprema, omogoča široke meje za spremembo širine traku, odvisno od velikosti taljenja lončkov. Ta metoda vam omogoča izdelavo kot ozke trakove s širino 0,1-0,2 mm in široka - do 100 mm, in natančnost vzdrževanja širine lahko ± 3 mikrone. Naprave se razvijajo z največjo zmogljivostjo lončka do 50 kg. Vse naprave za utrjevanje iz tekočega stanja, kovine se hitro naleti, širi tanko plast na površini vrtljivega hladilnika. S staranjem sestave zlitine je stopnja hlajenja odvisna od debeline taline in značilnosti hladilnika. Debelina taline na hladilniku se določi s hitrostjo njene rotacije in hitrost izteka taline, to je, odvisno od premera šobe in tlaka tlaka na talini. Zelo pomembna je prava izbira kota napajanja taline na disku, ki omogoča povečanje trajanja kovinskega stika s hladilnikom. Stopnja hlajenja je odvisna tudi od lastnosti same taline: toplotna prevodnost, toplotna zmogljivost, viskoznost, gostota.

Za pridobitev fine amorfne žice se uporabljajo različne metode vlečenja vlaken iz taline.

Sl.2. Metode za izdelavo fine žice, kaljeno iz taline: a) vlečenje taline skozi hladilno tekočino (talilna ekstruzija); b) vlečenje nit iz vrtljivega bobna; c) vlečenje taline v stekleni kapilarni; 1 - taljenje; 2 - hladilno sredstvo; 3 - Steklo; 4 - šoba; 5 - Žična oblačila

V prvi metodi (Sl. 2, A) se staljena kovina podaljša v krožni cevi skozi vodno raztopino SALINE.

V drugem (sl. 2, B) je curek staljene kovine pade v tekočino, ki jo drži centrifugalna sila na notranji površini vrtečega bobna: strjena nit je nato povezana iz vrtljive tekočine. Postopek je znan po pridobivanju amorfne žice z maksimalno hitro vlečenje taline v stekleni kapilarni (sl. 2, b).

Ta metoda se imenuje tudi metoda Taylor. Vlakna se pridobi med raztezanjem taline istočasno s stekleno cevjo, medtem ko je premer vlakna 2-5 mikronov. Glavna težava tukaj je sestavljena iz ločevanja vlaken od pokrivnega stekla, ki seveda omejuje sestavke zlitin amorfizirajo s to metodo.

Predstavitev

disciplina: Procesi za pridobivanje nanodelcev in nanomaterialov

na temo: "Pridobivanje nanomaterialov z uporabo trdnih faznih transformacij"

Izvedeno:

Študent c. 4301-11.

Mukhamitova a.a.

Kazan, 2014.

	Uvod
1.
	1.1.	Metoda elektrolitskih padavin amorfnih filmov iz elektrolitskih raztopin
	1.2.	Amorfizacija kristaliničnega stanja z uvedbo kristalov velikega števila napak
	1.3.	Intenzivna plastična deformacija
	1.4.	Utrjevanje tekoče države
2.	Prednosti in slabosti metode pridobivanja nanomaterialov z uporabo trdnih faznih transformacij
	Zaključek
	Seznam rabljenih literatura

Uvod

V v zadnjem času Razvite so bile številne metode za pridobitev nanomaterialov, v kateri se disperzija izvede v trdni trdi, ne da bi spremenila skupno stanje.

Kontrolirana kristalizacija iz amorfne države To je eden od načinov za pridobitev množičnih nanomaterialov. Metoda je pridobitev amorfnega gradiva, na primer s strjevanjem iz tekočega stanja, nato pa njegovo kristalizacijo pod pogoji nadzorovanega ogrevanja.

Amorfna se imenuje kovine v trdnem stanju, v katerem ni veliko naročila na lokaciji atomov, značilnih za kovine v običajnem, t.j. kristaliničen, stanje. Za lastnosti kovin se uporabljajo tudi izrazi "kovinsko steklo", manj pogosto - "nekristalne kovine". Amorfno stanje je omejevalni primer termodinamične nestabilnosti trdnih kovinskih sistemov, nasproti termodinamičnega stanja neinfektivnega kristala.

Skozi tisoče let je človeštvo uporabljalo trdne kovine samo v kristaliničnem stanju. Šele v poznih 30-ih dvajsetega stoletja poskuša pridobiti metodo vakuuma škropljenja nekristalnih kovinskih premazov v obliki najboljših filmov. Leta 1950 je bilo amorfno polnjenje filma NI-P zlitine pridobljeno z elektrodepozicijo iz raztopin. Takšni filmi so bili uporabljeni kot trdni, odporni proti obrabi in korozijsko odpornim premazom.

Položaj se je bistveno spremenil, ko je bil leta 1960 načina pridobivanja amorfnih kovinskih zlitin odprt z utrjevanjem tekočega stanja in leta 1968 - metoda za gašenje taline na površini vrtečega diska, da dobimo amorfno trak veliko (sto metrov ). To je odprlo možnost obsežne proizvodnje amorfnih kovin pri relativno nizkih stroških in privedla do rasti eksplozije raziskav na področju amorfnih zlitin.

Danes je približno 80% industrijskih amorfnih zlitin narejenih za njihove edinstvene magnetne lastnosti. Uporabljajo se kot magnetni materiali, ki združujejo izotropijo lastnosti, visoka magnetna prepustnost, visoko nasilje indukcijo, majhno prisilno silo. Uporabljajo se za izdelavo magnetnih zaslonov, magnetnih filtrov in separatorjev, senzorjev, snemalnih glav itd. Jedra transformatorjev, izdelanih iz amorfnih zlitin, so značilne zelo nizke izgube za magnetizacijo zaradi ozke histereze zanke, pa tudi visoke električne upornosti in nizko debelino amorfnega traku, ki zmanjšuje izgube, povezane z vrtinskimi tokovi.

V zadnjem času, približno sredi devetdesetih let 20. stoletja, se je zanimanje za strukturne elemente različnih materialov, vključno z kovinami, ki imajo nanoskale lestvico (1 ... 100 nm), bistveno povečala. S takšnimi velikostmi strukturnih formacij, zlasti kristalov, se delež površinskih delcev z interakcijo, razen tistih, ki se nahajajo v obsegu delcev, znatno poveča. Posledično se lahko lastnosti materialov, ki jih tvorijo taki delci, bistveno razlikujejo od lastnosti materialov istega sestavka, vendar imajo večje velikosti strukturnih enot. Za lastnosti takih materialov in metod njihove proizvodnje so se pojavili posebni pogoji nanomaterialov, nanotehnologije, nanoindustria, in se pogosto uporabljajo.

Naromateriali so v sodobnem razumevanju različne izdelke v obliki materialov, ki vsebujejo strukturni elementi Velikosti nanometrov, katerih prisotnost zagotavlja znatno izboljšanje ali pojav kvalitativno novih mehanskih, kemijskih, fizičnih, bioloških in drugih nepremičnin, ki jih določa manifestacija nanoskalnih dejavnikov. Nanotehnologija je niz metod in tehnik, ki se uporabljajo v študiji, projektiranju, proizvodnji in uporabi struktur, naprav in sistemov, vključno s ciljno usmerjenim nadzorom in spreminjanjem oblike, velikosti, integracije in interakcije njihovih nanoskalnih komponent (1 ... 100 nm ) Elementi za pridobitev predmetov z novimi kemijskimi, fizičnimi, biološkimi lastnostmi. V skladu s tem je nanoindustrija proizvodnja nanomaterialov, ki izvaja nanotehnologijo. V zvezi s kovinami se izraz "nanokristaliničen" imenuje kovine, katerih velikost kristalov je zložen v zgornji obseg nanometrov.

Razvoj nanomaterialov, nanotehnologije in uporabe predmetov z nadzorovanimi nanoskalnimi strukturami so v veliki meri postali v veliki meri zaradi nastanka raziskovalnih instrumentov in neposrednih metod za študijo predmetov atomske ravni. Na primer, sodobni prosojni elektronski mikroskopi s povečanjem reda 1,5x10 6 vam omogočajo, da vizualno upoštevate atomsko strukturo.

Obstajajo različne metode Proizvodnja nanostrukturnih materialov, vključno z kovinami. Na nanosti lahko namočimo v glasnem kovinskem blagu z brušenjem navadnih kristalov na nanoskale. To je mogoče doseči, zlasti z intenzivno plastično deformacijo. Vendar pa metode brušenja strukture z deformacijo ne omogočajo pridobivanja nanokristalnih kovin na industrijski meri in niso povezane s tradicionalnimi metalurškimi tehnologijami.

Hkrati pa je neavitalna in amorfna, struktura kovine lahko dobimo s tradicionalnimi metalurškimi metodami, zlasti hitro hlajenje taline. Glede na pogoje za utrjevanje tekočega stanja so možne tri možnosti za oblikovanje strukture:

· Nanokristalizacija neposredno v procesu gašenja taline (najvišji primer konvencionalne pospešene kristalizacije, ki vodi do prejema, ki ni le fino zrnat, ampak nanostrukture);

· V procesu utrjevanja taline se pojavi delna kristalizacija, zato se oblikuje kompozitna amorfna kristalna struktura;

· Pri utrjevanju se oblikuje amorfna struktura, nanokristalna struktura pa se oblikuje ob naknadnem žarjenju.

Nanokristalni, pa tudi amorfni, kovine, pridobljeni s trditvijo tekočega stanja, se uporabljajo predvsem kot magnetni in električni materiali z edinstvenimi lastnostmi. Uporabljajo se kot magnetni in snemalni materiali, vodniki, polprevodniki, dielektriki itd.

Zlasti magnetne zlitine, kot je Finemet (Finemet), so našli široko uporabo. To so nanokristalne zlitine sistema FE-SI-B z aditivi CU in NB ali drugih ognjevzdržnih kovin. Zlitine dobimo z delno kristalizacijo amorfnega stanja. Njihova struktura je sestavljena iz feromagnetnih kristalitov z velikostjo 10 ... 30 nm, razdeljena v amorfno matriko, ki sega od 20 do 40% volumna. Zlitine tipa datoteke imajo zelo nizko prisilno silo, visoko magnetno prepustnost in magnetizacijo, nizke izgube za magnetizacijo, ki presegajo druge magnetne zlitine v svojih značilnostih, vključno z amorfnimi.

Magnetizing nanokristalne zlitine FE-ND-B, FE-SM-N sistemov se prav tako pogosto uporabljajo. Ker so številni magnetni materiali (FE-SI, Fe-ND-B) krhki, potem zmanjšanje velikosti žita ne le izboljša njihove magnetne lastnosti, temveč tudi povečajo plastičnost.

Metode za pridobivanje amorfnih kovin

Priprava amorfnih kovin je možna z drobljenjem začetnega kristalnega telesa, da dobimo amorfno strukturo (pot "zgoraj navzdol"). Pot vključuje kršitev redne ureditve atomov v kristaliničnem telesu kot posledica zunanjih vplivov na kristal in pretvorbo trdnega kristalnega telesa v trdno amorfno.

Do danes je znana več tehničnih metod za izvajanje teh poti (slika 1). Ker je amorfna kovina iz termodinamičnega vidika izjemno neindustrijski sistem, ki ima veliko presežno energijo, nato pa njegova priprava, v nasprotju s pridobivanjem kristalinične kovine, zahteva ne-ravnotežne procese. Na tej sliki so ravnotežni procesi transformacij kovinskih faz, ki so predstavljeni s trdnimi puščicami, in nenehno procesi za pridobitev amorfne kovine - bar.

Sl.1. Metode za doseganje ravnotežnih in neindustrijskih držav kovin

Kot sledi iz prikazane sheme, termodinamično ne-ravnotežno amorfno (in nanokristalno) kovino lahko dobite iz katere koli ravnovesje faze:

· Kondenzacija plinske faze. Z nekaterimi pridržki za to skupino lahko pripišemo metode elektrolitskega odlaganja amorfnih filmov iz elektrolitskih raztopin;

· Amorfizacija kristaliničnega stanja z uvedbo velikega števila napak v kristale;

· Utrjevanje tekočega stanja kovine.

Prva dva načina za pridobitev amorfnih kovin - iz plinske faze in kristalnih kovin - se je pojavila v prvi polovici prejšnjega stoletja in se uporabljata glede na dolge, vendar ne pripadajo metalurških tehnologij.