Condițiile de formare a structurii amorfe

Ce este apa? Un grup haotic de molecule H2 O. Dar dacă apa răcită la 0 ° C, înghețarea moleculele sale au arătat dorința de a lua nu este nici o poziție aleatoare, ci numai ceea ce corespunde cu rețeaua cristalină a gheții. picătură de ploaie Deci, imperceptibil se transformă într-un fulg de zăpadă frumos. Ca urmare a acestei restructurări schimba în mod semnificativ nu doar statul, ci și multe proprietăți fizice și chimice ale substanței.

Pe de altă parte, printre solidele sunt, de asemenea, astfel încât „să nu recunoască“ structură cristalină. De exemplu, sticlă amorfă și în stare lichidă și solidă, astfel încât starea amorfă este adesea numită vitros. Este posibil să se facă de metal se topesc du-te în amorf tare, dar, de asemenea stare amorfă, și anume, pentru a obține un „pahar“ de metal?

În cristalizarea convențională, care are loc în timp, atomii de material au posibilitatea de a „reflecta“ cu privire la modul de a se comporta în timpul reviziei. Din cauza aceasta, ei au timp să aibă loc în spațiul le-a pus. În cazul în care substanța pentru a face instantaneu întări atomii vor fi obligați să rămână în vigoare.

La realizarea de granule metalice utilizate viteza de răcire din metal în zeci sau sute de mii de grade pe secundă. Cu adevărat viteză fantastică, dar chiar și ele pot oferi doar o structură metalică microcristalina, dar nu amorfă. # 972 Prin urmare, necesitatea este încă utilizată, iar rata lshaya de îndepărtare a căldurii din metalul topit - de un milion de grade pe secundă. Este real?

Această viteză este realizabil dacă, de exemplu, apel pentru ajutor vacum și temperaturi criogenice. Atunci când este aplicat placa de metal parovmetalla racim în camera, în care sunt create condițiile menționate anterior, format superfină „sticlă“ strat pe acesta. Deja primele studii a dat rezultate foarte încurajatoare, de exemplu, filmul „sticlă“ de bismut, lipsit de structura sa cristalină, dobândite în schimb proprietăți electrice și magnetice valoroase care nu sunt observate în aceeași în starea normală a metalului. Astfel, chiar și atunci când temperatura camerei rezistivitatea electrică a grosimii filmului amorf de numai câțiva microni este de multe ori mai mică decât cea a bismut cristalin.

Folosind tehnici speciale pot atinge o viteză de răcire de peste 10 5 K / s pentru a obține metalul în stare amorfă sticloasă.

Fig. 13 este o reprezentare schematică a diagramei TTT (temperatura-timp-transformare), care arată caracterul fazelor formate în aliajul la diferite viteze de răcire. Când răcirea bruscă a fazei lichide sub echilibrul temperatura de topire de viteza de cristalizare TPL atinge maximum la temperatura TA. Dacă lichidul este temperat la o rată peste temperatura critică până la tranziția de sticlă AP. sistemul va fi „înghețate“ și se formează stare amorfă. Viteza de răcire critică pentru diferite aliaje amorfe de la două-10 octombrie 10 K / s.

De asemenea, rezultă din diagrama că atunci când aliajul amorf este apoi încălzit la o temperatură T <ТП и выдерживать изотермически в течение времени t К ; он начнет кристаллизоваться. Если же аморфный сплав медленно нагревать от комнатной температуры, то кристаллизация начинается при температуре ТХ. которая повышается по мере увеличения скорости нагрева. Условия перехода в кристаллическое состояние меняются в широких пределах для разных аморфных систем.

și - viteza de răcire critică la o stare amorfă; b - izoterma recoacere o stare amorfă, care rezultă în perioada de cristalizare a timpului t K; în - încălzirea lentă a stării amorfe, conducând la temperatura de cristalizare Tx

Fig. 13. Schema circuitului procesului de formare a fazei în topitură supraracita

Structura aliajelor amorfe similare cu structura lichidului congelat. Solidificarea se produce atât de repede încât atomii de materie sunt înghețate în pozițiile pe care le dețineau, în timp ce în stare lichidă. Structura amorfă este caracterizată printr-o lipsă de ordine pe distanțe lungi în aranjamentul atomic, unde nu există nici o anizotropie cristalină, fără blocuri de frontieră, granule și alte defecte structurale tipice ale aliajelor policristaline.

Consecința unei astfel de structuri amorfe sunt,, proprietăți magnetice neobișnuite mecanice electrice și rezistența la coroziune a aliajelor metalice amorfe. Alături de moliciune magnetică ridicată (nivelul pierderilor electromagnetice în aliajele amorfe cu inducție magnetică ridicată este semnificativ mai mică decât în ​​toate aliajele cristaline cunoscute), aceste materiale prezintă o duritate extrem de ridicată și rezistență la tracțiune, în unele cazuri, au apropiat coeficient de dilatare termică de zero, și Rezistivitatea este de 3-4 ori mai mare pentru fier și aliajele sale. Unele aliaje amorfe au o rezistență ridicată la coroziune.

Solidificarea pentru a forma structura amorfă este posibilă, în principiu, pentru toate metalele și aliajele. Pentru aplicații practice, în general, utilizarea aliajelor de metale de tranziție (Fe, Co, Mn, Cr, Ni, etc.), în care, pentru a forma o structură amorfă elemente dobavlyayutamorfoobrazuyuschie (B, C, Si, P, S). Astfel de aliaje amorfe cuprind în mod obișnuit aproximativ 80% (la). Dintre unul sau mai multe metale de tranziție și nemetale 20%, se adaugă pentru a forma și a stabiliza structura amorfă. Compoziția aliajelor amorfe aproape de formuleM80 X20. în care M - este una sau mai multe metale de tranziție și X - una sau mai multe amorfizatorov. Cunoscută aliaje amorfe a căror compoziție corespunde formulei: Fe70 CR10 P15 B5. Fe40 Ni40 S14 B6. FE80 P13 B7 și colab. Amorfizatory punct de topire mai scăzut și să asigure o răcire suficient de rapidă a topiturii sub temperatura sa de tranziție sticloasă, astfel încât să se formeze o fază amorfă ca rezultat. La stabilitatea termică a aliajelor amorfe are cele mai mari aliaje influențează siliciu și bor au cea mai mare putere cu bor și carbon, iar rezistența la coroziune depinde de concentrația de crom și fosfor.

aliaje amorfe sunt de stat termodinamic neechilibru. Datorită naturii sale amorfe a ochelarilor metalici au proprietăți inerente un ochelari nemetalice: atunci când este încălzit acestea sunt supuse relaxarea structurale „devitrifiere“ și cristalizare. Prin urmare, pentru o funcționare stabilă de fabricare a aliajului amorf impune ca temperatura lor nu a depășit unele predeterminate pentru fiecare temperatură de aliaj de lucru.