Демченков С. О. Вплив структурно-фазового стану на властивості Al-Ni та Fe-Ni фольг різного функціонального призначення.

В роботі на прикладі реакційних багатошарових фольг (БФ) Al-Ni та фольг інварних сплавів Fe-Ni, отриманих методом електронно-променевого осадження (ЕПО), досліджено вплив розміру характерних елементів мікроструктури на властивості функціональних матеріалів (ФМ) з нестабільною та стабільною вихідною структурою. Показано, що для обох типів досліджених фольг ФМ, виготовлених методом ЕПО, характерним є наявність діапазону розмірів мікроструктурних елементів, в межах якого досягається зростання рівня їх структурно-чутливих властивостей, що дозволяє збільшити ефективність їх практичного застосування. Встановлено, що оптимальним поєднанням високих значень інтенсивності теплоутворення (не нижче 1,2 кВт/см2) та стійкості значень реакційних параметрів (на рівні не нижче 85 % від вихідного стану) в процесі виготовлення та старіння характеризуються БФ Al/Ni з періодом чергування шарів від 200 до 500 нм. Показано, що оптимальним поєднанням високого рівня міцності (до 4,5 ГПа) та інварними властивостями, подібними до промислових інварних сплавів системи Fe-Ni (КТР не вище 1,5…2·10-6 °С-1 в температурному інтервалі 0…100 °С) характеризуються фольги сплавів Fe-(35...36 ваг.%)Ni зі структурою γ-фази та розміром елементів мікроструктури в діапазоні значень 50…150 нм. Як для фольг системи Al-Ni так і для фольг системи Fe-Ni зменшення розміру характерних елементів їх мікроструктури нижче певного рівня веде до структурно-фазових перетворень в процесі виготовлення, які супроводжуються формуванням додаткових фаз: метастабільної моноклінної фази Al9Ni2 у фольгах системи Al-Ni та аномально пересиченого нікелем твердого розчину α-(FeNi) у фольгах системи Fe-Ni. Формування додаткових метастабільних фаз в процесі виготовлення методом ЕПО фольг з нанорозмірною мікроструктурою є основним фактором зниження реакційної здатності багатошарових фольг Al-Ni і втрати інварного ефекту фольг системи Fe-Ni. Отримані результати були використані як наукові засади розробки технології виготовлення композитних фольг Sn/(Al/Ni)/Sn для реакційного паяння, які поєднують високу інтенсивність теплоутворення та стабільність параметрів реакції СВС при довготривалому зберіганні фольги, і тонких біметалевих фольг (Fe-Ni-Co)/Cu з високим рівнем міцності і термочутливості для використання як елементів конструкції мініатюрних терморегуляторів.