Фесюн О. В. Закономірності формування нанорозмірної субструктури ГЦК-металів в процесі вакуумного осадження та її вплив на механічні властивості

English version

Дисертація на здобуття ступеня кандидата наук

Державний реєстраційний номер

0411U004235

Здобувач

Спеціальність

  • 01.04.13 - Фізика металів

22-06-2011

Спеціалізована вчена рада

Д26.207.01

Анотація

Метою дисертаційної роботи було встановлення закономірностей формування нанорозмірної субструктури зерен конденсатів ГЦК-металів при вакуумному осадженні та визначення її впливу на механічні властивості. Конденсати отримано методом електронно-променевого осадження з парової фази. При дослідженні структури конденсатів використовували методи скануючої та трансмісійної електронної мікроскопії і рентгеноструктурного аналізу, для визначення механічних властивостей - дюрометрія та внутрішнє тертя. При дослідженні структури вакуумних конденсатів ГЦК-металів (Cu, Ni, Ag-Cd) в залежності від температури підкладки показано, що існує критична температура ~ 0.45 Тпл, Тпл - температура плавлення металу, в межах якої відбувається перехід від монодоменної до полідоменної субструктури зерен. Для конденсатів із низькою енергією дефектів пакування (менше 100 мДж/м2) полідоменна субструктура характеризується нанорозмірними двійниками, а для конденсатів з високою енергією дефектів пакування (більше 100 мДж/м2) - нанофрагментами, розділеними малокутовими границями. Показано, що формування нанодвійникової субструктури зерен ГЦК-металів можливе за умови, якщо ріст зерен відбувається в кристалографічному напрямку <111>, при інших напрямках - утворення двійників не можливо. Напрямок росту зерен визначається температурою підкладки: при осадженні конденсатів ГЦК-металів з низькою енергією дефектів пакування при температурах підкладки, вищих за критичну, кристаліти переважно ростуть в напрямку <110>, а при температурах підкладки, нижчих за критичну, - в напрямку <111>, а при осадженні ГЦК-металів з високою енергією дефектів пакування при високих температурах підкладки ріст кристалів відбувається переважно у напрямку <100>, який змінюється на напрямок <110> при температурах, нижчих критичної.. Встановлено, що при зниженні температури підкладки, збільшенні швидкості осадження, зменшенні енергії дефектів пакування і при введенні в паровий потік нерозчинних домішок зменшується товщина двійникових доменів в конденсатах ГЦК-металів з низькою енергією дефектів пакування. Показано, що нанорозмірна субструктура ГЦК-металів приводить до значного підвищення рівня твердості конденсатів. При чому для конденсатів з нанодвійниковою субструктурою зерен характерний більший нахил залежності Холла-Петча від розміру двійникових доменів у порівнянні з залежністю від розміру зерен, тоді як розміри нанофрагментів впливають на величину мікротвердості конденсатів таким же чином, як і розмір зерен. При дослідженні дисипативних властивостей виявлено, що для конденсатів з нанорозмірною субструктурою амплітудна залежність логарифмічного декременту коливань зменшується, а температурна - збільшується. Причому температурна залежність визначається типом субструктури: для конденсатів із нанодвійникованою субструктурою зерен вона монотонно залежить від температури, тоді як для конденсатів із нанофрагментованою субструктурою зерен ця залежність має пороговий характер.

Файли

Схожі дисертації