Amorf malzeme elde etmek için modern yöntemler. Malzemelerin kristal ve amorf yapısı

Kaltak ile ve n imatov

Kamsky Devlet Politeknik Enstitüsü

g naberezhnye chelny

Kullanım umutları amorf malzemeler

Modern teknolojinin gelişmesi, sadece daha yüksek phyomico olmayan yeni metal malzemeleri aramanız ve geliştirilmesine neden olur - kimyasal özelliklerAncak, aynı zamanda, geleneksel malzemeler temelinde elde edilemeyen doğada farklı özelliklerin bir kombinasyonu ile de. Böyle yeni bir malzeme sınıfı amorf metal alaşımlarıdır.

Amorf alaşımları ile malzemelerdir yüksek güç ve korozyon direnci; Bunlar, seviye en iyi kristalli manyetik yumuşak malzemelerin (Permalla, SendAST) karakteristiği olan histerezik manyetik özelliklere sahip mantaro-yumuşak malzemelerdir; Bunlar bağımsız özelliklere sahip malzemelerdir; Bunlar özel elastik (Elnvar) ve manyetomekanik özelliklere sahip malzemelerdir (yüksek fazlı magnetomekanik iletişim ve piezomanyetik bir katsayılı malzemeler); Bunlar, özel elektriksel özelliklere sahip malzemelerdir.

Belki de geniş bir amorf manyeto-yumuşak alaşımlar arasında kullanın:

Geleneksel kristalin malzemelerden daha yüksek hizmet özelliklerine sahip amorf alaşımları kullanan ürünlerin kalitesinin arttırılması;

Daha uygun fiyatlı elemanlardan oluşan veya daha küçük miktarlarda eksik elemanları içeren amorf alaşımlarla kıt metallere dayanan kristal malzemelerin değiştirilmesi;

Nihai ürünü elde etmek için geleneksel multistage, zaman alıcı ve enerji doymuş teknolojisinden geçiş yeni materyal - Atıksuz ve çevre dostu teknolojinin özelliklerini büyük ölçüde taşıyan eriyiği söndürerek ürün üretmek için enerji tasarrufu teknolojisi.

Amorf tozları elde etmek için ana yöntemler, ısı geçişinin konumuna göre sınıflandırılan eriyiklerin hızlı sertleşmesine dayanır:

Isı geçişi ile temas halinde bir sıvı malzeme oluşturma yöntemi. Bu yaklaşımın bir avantajı vardır, ürün sürekli olarak düşüş (püskürtme yöntemleri) sürekli olarak oluşturulur. Püskürtme sırasında sertleştirme birkaç aşamada meydana gelebilir ve numunelerin belirli bölümlerinin termal öyküsü oldukça karmaşık olabilir.

Erimenin ısı geçişine sürekli, düzgün bir şekilde, ezilme olmadan (soğutma yüzeyine dökülme) iletildiği yöntem.

Hızlı lokalize erime ile ilişkili (her türlü kaynak işlemlerini içerir) ve ardından bir ısı üreteci ile sürekli bir teması tutarken sonraki hızlı katılaşma (genellikle aynı malzemenin çözülemez bir parçasıdır). Soğuk ısıl işlem genellikle yüksek bir termal iletkenliğe sahip (örneğin, bakır) sahip bir katı metaldir. Püskürtme yaparken, damlaların soğutulması ve sertleşmesi, gaz ortamından boşaltma işleminde ve erimiş ipliğinin sıvı soğutma ortamına ekstrüzyonu ile, gaz veya sıvı bir termal soğutma sıvısı olarak işlev görür.

Her malzeme için, kristalleşmenin başlangıcındaki C-şekilli grafiği oluşturabilirsiniz. Zaman bağımlılığına dayanır. t., eriyik hacminin belirtilen lobunu kristalleştirmek için gerekli olan h., süper soğutma büyüklüğünden Δ T. = (Tm.- T.) . Bu şemada TTT - Diyagram ( İlk harfler ingilizce kelimeler: Sıcaklık-zaman dönüşümü). Kritik soğutma hızı gösterir Rc. TTT eğrisinin belirli bir şekli, ters yönlerde faaliyet gösteren iki faktörün uygulanması ile belirlenir, yani artan, itici güç Süper soğutma büyümesiyle kristalizasyon süreci ve atomların difüzyon hareketliliğinde bir azalma. İlk önce kristalleşmenin başlangıç \u200b\u200bzamanını süper soğutma büyümesiyle t. Bazı sıcaklıkta azalır Tn. Minimum değere ulaşır t.N.. Erimenin daha fazla pürülmesine sahip olan kristalleşmenin başlangıcındaki ilerici artış esas olarak eriyiğin viskozitesinde bir artış olarak belirlenir.

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

https://pandia.ru/tex002_184.gif "width \u003d" 294 "yükseklik \u003d" 301 src \u003d "\u003e

Şema sıcaklık bağımlılığı amorf durumuna (1) geçişi olmayan bir sıvıda serbest hacim (1) ve amorf duruma geçişi durumunda Tg. (2). Atomik salınımların salınımlarından dolayı termal genişlemeyi dikkate almadan sadece bir değişiklik gösterilir: VO. - Mutlak sıfırda belirli bir ovazlı sıvı hacmi

sıcaklıklar; Δ. V.- aşırı fazda aşırı ("frozen") serbest hacim

Ücretsiz hacim. Serbest hacim altında, öncelikle eriyik hacmi arasındaki farkı ifade edebilirsiniz. V. Seçilen sıcaklıkla T.ve hacmi VO. mutlak sıfır ile. İkincisi, serbest hacmin tanımı aşağıdaki gibi formüle edilebilir: serbest hacim, eriyik hacmi arasındaki farktır. V. Seçilen sıcaklık ve atomlarının bileşenlerinin toplam hacmi ile. Genellikle ilk tanımını takip eder. Fiziksel temeller "delik" uyarınca, fiziksel temelleri YA tarafından formüle edilmiştir. Fransel, sıvı, ortalama bir hacim olan denge mikroporlarının ("delikler") olduğu inomojen, aralıklı bir sistem olarak temsil edilir. h. ve sayısı Nh sıcaklığa bağlı olarak değişir. Bunların toplam hacmi Nh" ν h. ve serbest hacmin büyüklüğünü belirler V.f.. . Erimiş, oluşma yeteneğini kaybederse yeterli miktar Mikroporlar (ücretsiz hacim δ Vf. düşük değerlere ulaşır), sonra eriyiğin viskozitesi η Buna göre, artar ve amorfizasyonu meydana gelecektir.

Bu yöntemlerin çalışmasına dayanarak, elektriksel tahliye plazmasında amorf tozu elde etmek için bir yöntem geliştirilmiştir.

Amorf bir yapı elde etmek için soğutma sıvısı metalin ultra yüksek hızı çeşitli şekillerde gerçekleştirilebilir. Genel olarak, soğutma oranlarının 10 k / s'den düşük olmadığından emin olma ihtiyacıdır. Bilinen Soğuk Plastik - Peklikte, Gaz veya Sıvı ile Püskürtülen, Damla Santrifüjleme veya Jet, Damla Santrifüjleme veya Jet, Bir Lazerle Bir Lazerle Bir Lazerle Bir Lazerli Bir Lazerle Bir Lazerle Bir Lazerle Bir Lazerle Erime, Bir Gazdan Ultrafast Soğutma Çevre ve diğerleri. Bu yöntemleri kullanmak, çeşitli genişlikler ve kalınlık, tel ve tozların şerit almanızı sağlar.

Bir kaset almak.

Çoğu etkili yollar Amorf şeritin endüstriyel üretimi, dış kısımdaki sıvı metal jetinin (diskteki sertleşme) veya iç (santrifüjlü sertleşen) dönen tamburların (santrifüjlü sertleşen) yüzeylerinin soğutulmasıdır veya yüksek ısı ısıtma malzemelerinden yapılmış soğuk rulolar arasında eriyin.

İncirde. 1 verildi Şemalar Bu yöntemler. Bir indüksiyon fırınında elde edilen RAS eriyen, nozülden nötr bir gazla sıkılır ve soğutulmuş gövdenin dönme durumuyla temas ettirilirken (buzdolabı) yüzeye katılaşır. Fark, santrifüjlü sertleşme ve diskte sertleşen yöntemlerde, eriyik sadece bir tarafta soğutulur. Asıl problem, buzdolabıyla temas etmeyen bir dış yüzeyin düzgün bir saflık derecesini elde etmektir. Eriyik haddeleme yöntemi almanızı sağlar iyi kalite Bantın her iki yüzeyi, özellikle manyetik kayıt kafaları için kullanılan amorf bantlar için önemlidir. Her yöntem için, bantların boyutunda sınırlamaları vardır, çünkü katılaşma işlemi sürecinde ve yöntemlerin donanım tasarımında farklılıklar vardır.

İncir. 1. Erimeyi söndürerek ince bir şerit üretme yöntemleri:

fakat - santrifüj sertleştirme;b. - diskte sertleşme;içinde - yuvarlanan eriyik;g. - Santrifüj sertleştirme;d. - Diskte gezegensel indirme

İncir. 2. . Sertleştirme bantının temas süresini bir diskle artıracak cihazlar:fakat - Gaz jetlerinin kullanımı;

b. - Sıkma kayışının uygulanması

Bant genişliği santrifüjlü sertleşmeyle 5 mm'ye kadar ise, şeritler 10 mm genişliğinde ve daha fazlasını alır. Daha basit donanımın gerekli olduğu diskteki sertleştirme yöntemi, kaplamalı olukların boyutuna bağlı olarak bandın genişliğini shi-rocky limitlerinde değiştirmenize olanak sağlar. Bu method 0.1-0.2 mm genişliğinde dar bantlar üretmenizi ve geniş - 100 mm'ye kadar üretmenizi sağlar ve genişliğin genişliğinin doğruluğu ± 3 μm olabilir. Kurumlar, 50 kg'a kadar maksimum pota kapasitesi ile geliştirilmektedir.

Sıvı durumundan sertleşme için tüm tesisatlarda, metal hızlı bir şekilde katılaşır, ince tabakayı döner HO-hücresinin yüzeyine yayılır. Alaşımlı kompozisyonun sabitliği ile, soğutma hızı eriyiğin kalınlığına ve buzdolabının özelliklerine bağlıdır. Buzdolabındaki eriyenin kalınlığı, dönüşünün hızı ve eriyik hızı ile belirlenir, yani raspain üzerindeki nozül ve gaz basıncının çapına bağlıdır. Büyük önem Var doğru seçim Erime besleme açısı, bir buzdolabıyla metal temas süresini artırmanıza olanak tanır. Soğutma oranı ayrıca eriyiğin özelliklerine de bağlıdır: termal iletkenlik, ısı kapasitesi, viskozite, yoğunluk.

Katılaşma metalinin bir diskle temasından temas süresindeki bir artış, özel cihazlar kullanılarak elde edilebilir: Gaz jetleri, şeridi diske basarak veya berilyum ile bakır alaşımının diskiyle aynı hızda hareket ettirilebilir (Şek. 13.34) ). Böylece, amorf şeritin azami kalınlığı, alaşımın kritik soğutma oranına ve su verme için kurulum özelliklerine bağlıdır. Kurulumda uygulanan soğutma hızı daha az kritik ise, metalin amorfizasyonu gerçekleşmeyecektir.

İncir. 3. Eriyikten temperli ince tel üretme yöntemleri:

fakat - Eriyikleri soğutucudan çekerek (eriyik ekstrüzyon);b. - İpliği dönen tamburdan çekerek;içinde - Eriyikleri cam kılcal içinde çekerek; 1-Dağıtıcı; 2 - Soğutucu;3 - cam; 4 - Meme; beş - Wasp Watch

Tel almak.

İnce amorf tel elde etmek için, farklı elyafları eriyikten çekmenin farklı yöntemleri kullanılır.

İlk yöntemde (Şekil 3,fakat) erimiş metal, yuvarlak bir tüpte gerilir su çözümü tuzlar. İkincisinde (Şekil 3.b) - Erimiş metal jet, santrifüj kuvveti üzerinde tutarak sıvıya düşer iç yüzey Dönen tambur: katılaşmış iplik daha sonra dönen sıvıdan bağlanır. Cam kılcal içinde erimeyi en üst düzeye çıkarmak suretiyle amorf bir tel elde etmekten oluşan bilinen bir yöntem (Şekil 3,içinde). Bu yöntemin ayrıca Taylor yöntemi olarak da adlandırılır. Elyaf, camın bir cam boru ile eşzamanlı olarak gerilmesi ile elde edilir, lif çapı 2-5 mikrondur. Buradaki ana zorluk, lifin kaplama camından ayrılmasından, bu yöntemle amorfize edilen alaşımların bileşimini doğal olarak sınırlandırır.

Toz almak.Amorf alaşımların tozlarının üretimi için, dökme metal tozlarının hazırlanmasında kullanılan yöntem ve ekipmanları kullanabilirsiniz.

İncirde. 4 Şematik olarak, büyük miktarlarda amorf tozları elde etmesine izin veren çeşitli yöntemleri şematik olarak gösterir. Bunlar arasında, ilk etapta, iyi kanıtlanmış kesim yöntemlerine dikkat edilmelidir.

Rulolarda eriyik yuvarlanma ile uygulanan bir kavitasyon yöntemi ile amorf tozları ürettiği ve eriyiğin dönen bir diskle püskürtülmesi bilinmektedir. Kavitasyon yönteminde (Şekil 4,b) erimiş

İncir. 4. Amorf tozları elde etme yöntemleri:

fakat - Püskürtme yöntemi (püskürtme yöntemi);b. - Kavitasyon yöntemi;içinde - Rascape dönen diski püskürtme yöntemi;1 - pudra; 2 - Hammadde:3 - Nozül; dört - Soğutucu;5 - soğutulmuş plaka

metal, örneğin grafit veya bor nitrürden üretilen iki rulo (0.2-0.5 mm) arasındaki boşlukta sıkıştırılır. Kavitasyon meydana gelir - distribütör, soğutucu plakasına veya soğutma sulu çözeltisine düşen bir toz şeklinde ruloya atılır. Kavitasyon, rulolar arasındaki boşlukta gerçekleşir, bunun bir sonucu olarak gaz kabarcıkları metalde kaybolur. Dönen bir diskle püskürtme yöntemi (Şekil 4,içinde) prensip olarak, daha önce tarif edilen ürünlere ince ürünler üretme yöntemine, ancak burada sıvıya düşen erimiş metal, çalkantılı hareketi nedeniyle serpilir. Bu yöntemi kullanarak, toz, yaklaşık 100 mikron çaplı granül formundaki.

Amorf metal alaşımları (metal pencereler), atomların bulunduğu yerde uzak bir düzen olmadığı metal katılardır. Bu onlara sıradan kristalli metallerden bir dizi önemli farklılıklar sağlar.

Amorf alaşımları ilk olarak 1960 P. Duvez'de elde edildi, ancak geniş araştırma ve endüstriyel kullanımları on yıl sonra başladı - eğirme yöntemi 1968'de icat edildi. Halen, birkaç yüzlü amorfize alaşım sistemi bilinmektedir, metal örgülerin yapısı ve özellikleri oldukça ayrıntılı olarak incelenmiştir, sektördeki kullanımlarının bölgesi genişlemektedir.

Amorf alaşımları elde etme yöntemleri

Amorf bir yapı elde etmek için soğutma sıvısı metalin ultra yüksek hızı çeşitli şekillerde gerçekleştirilebilir. Genel olarak, soğutma oranlarının 106 derece / s'den düşük olmadığından emin olma ihtiyacıdır. Bilinen mancınıklama yöntemleri, soğuk bir plaka üzerinde damla, gaz veya sıvı ile püskürtme, bir damla veya jetin damla santrifüjlenmesi, ince bir metal yüzeyinin bir lazerle eritilmesi, bir baz metal kütlesinin hızlı bir şekilde çıkarılması ile, ultrafast soğutma Gaz ortamı ve diğerleri. Bu yöntemleri kullanmak, çeşitli genişlikler ve kalınlık, tel ve tozlar bir şerit almanıza olanak sağlar.

Endüstriyel amorf bant üretimi endüstriyel üretim yöntemleri, dış taraftaki sıvı metal jetin (diskteki sertleşme) veya iç (santrifüjlü sertleşen) dönen tamburların (santrifüjlü sertleştirme) yüzeylerinin, yüksek termal iletkenlik malzemelerinden oluşan soğuk rulolar arasında olan soğuk ruloların soğutulmasıdır.

Şekil 1. Erimeyi söndürerek ince bir şerit üretme yöntemleri: a) Santrifüj sertleştirme; b) diskte sertleşmek; c) yuvarlanan eriyik; d) santrifüj sertleştirme; e) planet sertleştirme

Şekil 1, bu yöntemlerin şematik diyagramlarını göstermektedir. İndüksiyon fırınında elde edilen eriyik, nozülden nötr bir gazla sıkılır ve dönen soğutulmuş gövdenin yüzeyine (buzdolabı) temas ederken sertleşir. Aradaki fark, santrifüjlü sertleşme ve diskte sertleşme yöntemlerinde eriyik sadece bir tarafta soğutulur.

Asıl problem, buzdolabıyla temas etmeyen dış yüzeyin yeterli saflığını elde etmektir. Erimenin haddeleme yöntemi, özellikle manyetik kafalar için kullanılan amorf bantlar için özellikle önemli olan bandın her iki yüzeyinin de kalitesini elde etmenizi sağlar. Her yöntem için, bantların boyutunda sınırlamaları vardır, çünkü katılaşma işlemi sürecinde ve yöntemlerin donanım tasarımında farklılıklar vardır. Bant genişliği santrifüjlü sertleşmeyle 5 mm'ye kadar ise, şeritler 10 mm genişliğinde ve daha fazlasını alır.

Daha basit donanımın gerekli olduğu diskteki sertleştirme yöntemi, eritme potaların boyutuna bağlı olarak, şeritin genişliğini değiştirmesini sağlar. Bu yöntem, 0.1-0.2 mm genişliğinde dar bantlar ve geniş - 100 mm'ye kadar olan dar bantlar üretmenizi sağlar ve genişliği korunmanın doğruluğu ± 3 mikron olabilir. Kurulumlar, 50 kg'a kadar maksimum pota kapasitesi ile geliştirilmektedir. Sıvı durumdan sertleşmesi için tüm kurulumlar, metal hızlı bir şekilde soladılar, ince tabakayı döner buzdolabının yüzeyine yayılır. Alaşımlı kompozisyonun sabitliği ile, soğutma hızı eriyiğin kalınlığına ve buzdolabının özelliklerine bağlıdır. Buzdolabındaki eriyenin kalınlığı, dönme hızı ve erime süresi hızı ile belirlenir, yani nozülün çapına ve eriyik üzerindeki basınç basıncına bağlıdır. Büyük öneme sahip, buzdolabıyla metal temasının süresini artırmanıza olanak sağlayan, diske eriyik besleme açısının doğru seçimidir. Soğutma oranı ayrıca eriyiğin özelliklerine de bağlıdır: termal iletkenlik, ısı kapasitesi, viskozite, yoğunluk.

İnce amorf tel elde etmek için, farklı elyafları eriyikten çekmenin farklı yöntemleri kullanılır.

İncir. 2 Eriyikten temperlenmiş ince tel üretme yöntemleri: a) eriyikleri soğutucudan (eriyik ekstrüzyon) içinden çekerek; b) ipliği dönen tamburdan çekerek; c) eriyikleri cam kılcal içinde çekerek; 1 - eriyik; 2 - Soğutucu; 3 - cam; 4 - Meme; 5 - Tel Aşınma

İlk yöntemde (Şekil 2, A), erimiş metal, sulu salin çözeltisi ile dairesel tüpte uzatılır.

İkinci olarak (Şekil 2, B), erimiş metalin jeti, dönen tamburun iç yüzeyinde santrifüj kuvveti tarafından tutulan sıvıya düşer: katılaşmış iplik daha sonra dönen sıvıdan bağlanır. Bir yöntem, cam kılcal içinde erimeyi en üst düzeye çıkararak amorf bir telin elde edilmesi için bilinmektedir (Şekil 2, B).

Bu yöntemin ayrıca Taylor yöntemi olarak da adlandırılır. Elyafın bir cam tüple eşzamanlı olarak gerilmesi halinde elde edilirken, elyafın çapı 2-5 mikrondur. Buradaki ana zorluk, bu yöntemle amorfize edilen alaşımların bileşimlerini doğal olarak sınırlandıran kaplama camından fiber ayırmadan oluşur.

SUNUM

disiplin ile: Nanopartiküller ve nanomalzemeler elde etme işlemleri

konuyla ilgili: "Katı faz dönüşümlerini kullanarak nanomalzemeleri almak"

Yapıldı:

Öğrenci c. 4301-11

Mukhamitova A.A.

Kazan, 2014.

	Giriş
1.
	1.1.	Elektrolit Çözeltilerden Amorf Filmlerin Elektrolitik Yağış Yöntemi
	1.2.	Çok sayıda kusurun kristallerini tanıtarak kristalinin amorfizasyonu
	1.3.	Yoğun plastik deformasyon
	1.4.	Sertleştirme sıvı hali
2.	Katı faz dönüşümlerini kullanarak nanomalzemelerin elde etme yönteminin avantajları ve dezavantajları
	Sonuç
	Kullanılmış edebiyat listesi

Giriş

İÇİNDE son zamanlarda Agrega devleti değiştirmeden bir katı halinde dispersiyonun yapıldığı nanomalzemeler elde etmek için bir dizi yöntem geliştirilmiştir.

Amorf durumdan kontrollü kristalleşme Büyük nanomalzemeler elde etmenin yollarından biridir. Yöntem, örneğin bir sıvı durumdan sertleşerek ve daha sonra kontrollü ısıtma koşulları altında kristalleşmesiyle amorf bir malzeme elde etmektir.

Amorf, katı halde metal olarak adlandırılır, burada atomların bulunduğu yerlerde, her zaman metallerin özelliği, yani, yani. kristal, durum. Metallerin özellikleri için, "metal cam" terimleri de kullanılır, daha az sıklıkla - "kristal olmayan metaller". Amorf durum, bulaşıcı olmayan bir kristalin termodinamik durumunun karşısında, katı metal sistemlerin termodinamik instabilitesinin sınırlayıcı bir örneğidir.

Binlerce yıl boyunca, insanlık sadece kristalin halde katı metalleri kullandı. Yalnızca yirminci yüzyılın 30'larının sonlarında, kristal olmayan metal kaplamaların vakumla püskürtülmesi yöntemini en iyi filmler şeklinde ortaya çıktı. 1950'de, Ni-P alaşım filminin amorf dolgusu, çözeltilerden elektrodevumla elde edildi. Bu tür filmler katı, aşınmaya dayanıklı ve korozyona dayanıklı kaplamalar olarak kullanıldı.

Durum, 1960'da, sıvı durumun sertleşmesiyle amorf metal alaşımları elde etme yöntemi açıldığında ve 1968'de, bir amorf bandı elde etmek için döner bir diskin yüzeyindeki eriyiklerin söndürülmesi için bir yöntem - (yüzlerce metre) elde edilme yöntemi ). Bu, nispeten düşük maliyetlerinde büyük ölçekli amorf metal üretimi imkanı açtı ve amorf alaşımlar alanındaki araştırmanın patlamasına yol açtı.

Bugün, endüstriyel amorf alaşımlarının yaklaşık% 80'i benzersiz manyetik özellikleri için yapılır. Özelliklerin izotropisini, yüksek manyetik geçirgenlik, yüksek doygunluk indüksiyonu, küçük zorlayıcı kuvvetleri birleştiren manyetik malzemeler olarak kullanılırlar. Manyetik ekranlar, manyetik filtreler ve ayırıcılar, sensörler, kayıt kafaları vb. İmalatı için kullanılırlar. Amorf alaşımlarından yapılan transformatörlerin çekirdekleri, dar histerezez döngüsünün yanı sıra, yüksek elektriksel direnç ve düşük kalınlıktaki amorf bant nedeniyle mıknatıslanma için çok düşük kayıplar ile karakterize edilir; bu da girdap akımları ile ilişkili kayıpları azaltır.

Son zamanlarda, yirminci yüzyılın 90'larının ortalarında, nano ölçeğine (1 ... 100 nm) sahip metaller de dahil olmak üzere çeşitli malzemelerin yapısal unsurlarına ilgi önemli ölçüde artmıştır. Bu tür yapısal oluşumlar, özellikle kristallerle, yüzey parçacıklarının, partikül hacimleri içindeki etkileşimlerle etkileşimi olan yüzey parçacıklarının oranı önemli ölçüde arttırılır. Sonuç olarak, bu tür parçacıklar tarafından oluşturulan malzemelerin özellikleri, aynı bileşimin malzemelerin özelliklerinden önemli ölçüde farklılık gösterebilir, ancak daha büyük yapısal birimlerin büyüklüğüne sahiptir. Bu tür malzemelerin özellikleri ve üretim yöntemlerinin özellikleri için, özel nanomaliler, nanoteknoloji, nanoindustüstriğin özel terimleri ortaya çıktı ve yaygın olarak kullanılmaktadır.

Modern bir anlayışta, nanomalzemeler içeren malzemeler şeklinde çeşitli ürünlerdir. yapısal elemanlar Nanometre boyutları, varlığı, nöroskal faktörlerinin tezahürü ile belirlenen niteliksel olarak yeni mekanik, kimyasal, fiziksel, biyolojik ve diğer özelliklerin ortaya çıkmasını sağlayan önemli bir gelişme veya ortaya çıkması sağlar. Nanoteknoloji, çalışma, tasarım, üretim ve yapıların, cihazların, cihazların, cihazların, cihazların, cihazların, cihazların, cihazların ve sistemlerin, nano ölçekli bileşenlerinin formunu, boyutunu, entegrasyonunu ve etkileşimini (1 ... 100 nm) değiştirmesi de dahil olmak üzere kullanılan bir dizi yöntem ve tekniktir. ) Yeni kimyasal, fiziksel, biyolojik özelliklere sahip nesneleri elde etmek için elemanlar. Buna göre, nanoindududu, nanoteknolojiyi uygulayan nanomalzemelerin üretimidir. Metallerle ilgili olarak, "nanokristalin" terimi, kristallerin boyutu, yukarıdaki nanometre aralığına yığılmış olan metaller denir.

Nanomalzemelerin, nanoteknolojinin gelişimi ve kontrollü nano ölçekli nesnelerin kullanımı, araştırma araçlarının ortaya çıkması ve atomik seviye nesnelerinin incelenmesi için doğrudan yöntemler nedeniyle büyük ölçüde mümkün olmuştur. Örneğin, 1.5x10 6'lık bir artışa sahip modern yarı saydam elektron mikroskopları, atomik yapıyı görsel olarak gözlemlemenizi sağlar.

Var olmak farklı yöntemler Metaller de dahil olmak üzere nanoyaşlı malzemelerin üretimi. Örneğin, nanoyapur, nano ölçekte sıradan kristalleri taşlayarak boşluk metalinde boşlukta elde edilebilir. Bu, özellikle yoğun plastik deformasyon ile elde edilebilir. Bununla birlikte, yapıyı deformasyonla taşlama yöntemleri, endüstriyel ölçekte nanokristal metallerin elde etmesine ve geleneksel metalurjik teknolojilerle ilişkili olmamasına izin vermez.

Aynı zamanda, stalik olmayan ve amorf, metalin yapısı, geleneksel metalurjik yöntemlerle, özellikle eriyiğin hızlı soğutulmasıyla elde edilebilir. Sıvı halin sertleşmesi için koşullara bağlı olarak, yapının oluşumu için üç seçenek mümkündür:

· Nanokristerizasyon, eriyiğin söndürülmesi işleminde (maksimum geleneksel hızlandırılmış kristalleşme vakası), sadece ince taneli, ancak nanoyapıların değil, makbuzlara yol açan makbuz olarak);

· Eriyiklerin sertleşmesi sürecinde, kısmi kristalleşme meydana gelir, böylece kompozit amorf kristal yapısı oluşur;

· Sertleşirken, amorf bir yapı oluşturulur ve sonraki tavlama üzerine nanokristalin yapısı oluşturulur.

Nanokristalin, ayrıca sıvı durumun sertleştirilmesiyle elde edilen metallerin yanı sıra, öncelikle benzersiz özelliklere sahip manyetik ve elektrikli malzemeler olarak kullanılır. Manyetik ve bant kaydedici malzemeleri, iletkenler, yarı iletkenler, dielektrikler vb. Olarak kullanılırlar.

Özellikle, Finemet (Finemet) gibi manyetik alaşımlar geniş kullanımlı bulundu. Bunlar, CU ve NB veya diğer refrakter metallerle FE-SI-B sisteminin nanokristal alaşımlarıdır. Alaşımlar, amorf durumun kısmi kristalleşmesiyle elde edilir. Yapıları, hacmin% 20 ila 40'ına kadar değişen, amorf bir matriste dağıtılan, 10 ... 30 nm boyutunda ferromanyetik kristalitlerden oluşur. Dosya tipi alaşımlar, çok düşük bir zorlayıcı kuvvete, yüksek manyetik geçirgenlik ve mıknatıslanma, mıknatıslanma için düşük kayıplar, diğer manyetik alaşımları, amorf dahil olmak üzere özelliklerinde geçer.

Fe-ND-B'nin mıknatıslaştırıcı nanokristalin alaşımları FE-SM-N sistemleri de oldukça yaygın olarak kullanılır. Birçok manyetik malzeme (Fe - Si, Fe - ND-B) kırılgan olduğundan, tahılın büyüklüğündeki düşüş sadece manyetik özelliklerini geliştirmez, aynı zamanda plastiseyi arttırır.

Amorf metallerin elde edilmesi için yöntemler

Amorf metallerin hazırlanması, amorf bir yapı elde etmek için ilk kristalli gövdeyi ezerek mümkündür ("yukarı doğru" yolu "). Yol, kristal üzerindeki dış etkiler ve bir katı kristal gövdenin katı amorf içine dönüştürülmesi sonucu, bir kristalli bir gövdede atomların düzenli olarak düzenlenmesinin ihlal edilmesini içerir.

Bugüne kadar, bu yolları uygulamak için çeşitli teknik yöntemler bilinmektedir (Şekil 1). Termodinamik bakış açısından amorf metal, büyük bir aşırı enerjiye sahip, daha sonra kristalli metal elde etmenin aksine, büyük bir aşırı enerjiye sahip olan aşırı bir denge olmayan sistem olduğundan, dengesiz olmayan işlemler gerektirir. Bu şekilde, metal faz dönüşümlerinin denge işlemleri katı oklarla temsil edilir ve amorf bir metal - çubuk elde etmek için hiçbir kıyamet işlemleri.

Şekil 1. Denge ve dengeli olmayan metal durumlarını elde etme yöntemleri

Gösterilen şemadan aşağıdaki gibi, termodinamik olarak dengeli olmayan amorf (ve nanokristalin) metaller herhangi bir denge fazından elde edilebilir:

· Gaz fazının yoğuşması. Bu gruba bazı rezervasyonlarda, elektrolit çözeltilerden yapılmış amorf filmlerin elektrolitik biriktirmesi yöntemleri bağlanabilir;

· Kristallerin, kristallere çok sayıda kusur getirerek amorfizasyonu;

· Metal erimiş bir sıvı durumunun sertleşmesi.

Amorf metalleri elde etmek için ilk iki yöntem - gaz fazından ve kristalin metallerden - geçen yüzyılın ilk yarısında ortaya çıktı ve uzun süredir kullanılıyor, ancak metalürjik teknolojilere ait değiller.