ФОРМУВАННЯ ТА РОЗПАД АНОМАЛЬНИХ ПЕРЕСИЧЕНИХ РОЗЧИНІВ МОЛІБДЕНУ У КОНДЕНСАТАХ МІДІ
DOI:
https://doi.org/10.20998/2413-4295.2023.03.09Ключові слова:
Розмір зерен, Зернограничні сегрегації, PVD метод, Вакуумний ізотермічний відпал, Трансмісійна електронна мікроскопія, Твердий розчинАнотація
Досліджено конденсати Cu-Mo в діапазоні концентрації останнього від 0,3 до 1,5 ат.%, отримані одночасним випаровуванням у вакуумі з подальшою конденсацією отриманої парової суміші на неорієнтуючу підкладку (метод PVD). Компоненти цієї системи не утворюють хімічних сполук за рівноважних умов і є взаємно нерозчинними в рідкому та твердому станах. Структуру конденсатів Cu-Mo вивчали методами трансмісійної електронної мікроскопії та рентгенівської дифрактометрії як у похідному стані, так і після серії ізотермічних відпалів в діапазоні температур від 300 до 900ОС. Встановлено, що невеликі концентрації молібдену призводять до значного диспергування матричного металу. Молібден схильний утворювати сегрегації на границях зерна міді та формувати з матричним металом сильний когерентний зв'язок, що зберігається навіть після ізотермічного відпалу. Виявлені умови формування аномального пересиченого твердого розчину молібдену у матриці міді, а також умови його розпаду. Наведено припущення про механізм формування такого розчину під час конденсації із парової фази, який заключається у кінетичному захоплені атомів молібдену фронтом кристалізації під час конденсації із парової фази. Виявлено, що розпад пересиченого твердого розчину починається нагріву до 0,5 від температури плавлення міді та супроводжується процесом дисперсійного твердіння. В ході експерименту вперше було зафіксовано, що процес дисперсійного твердіння може мати двостадійний характер. Перший пік спостерігається у районі 30 хвилин відпалу, а другий пік - приблизно через 2 години ізотермічного відпалу. Висота піків дисперсійного твердіння збільшується зі зростанням концентрації молібдену. Висунуто припущення, що поява другого піку дисперсійного твердіння пов'язується з особливостями взаємодії між зернами міді та сегрегаціями молібдену на границях зерен. Показано, що структура після розпаду розчину є типово композиційною. Перевагою такого матеріалу над звичайними дисперсно твердіючими сплавами є той факт, що в данних псевдосплавах не відбуваєтся зворотнього розчину зміцнювальних часток при підвищенні температури.
Посилання
Moshfegh A. Z. PVD growth method: physics and technology. Physics And Technology Of Thin Films: IWTF 2003, 2004, pp. 28-53, doi:10.1142/9789812702876_0002.
Jinglian F., Yubo C., Tao L., & Jiamin T. Sintering behavior of nanocrystalline Mo-Cu composite powders. Rare Metal Materials and Engineering, 2009, 38(10), pp. 1693-1697, doi:10.1016/S1875-5372(10)60051-3.
Grechanyuk N. I., & Grechanyuk V. G. Mechanical properties of dispersed and layered composite materials based on copper and molybdenum. Modern electrometallurgy, 2019, 2, pp. 43-49, doi:10.15407/sem2019.02.07.
Grechanyuk V. G., Grechanyuk M. I., Chornovol V. O., Kozyrev A. V., Gotz V. I., Matsenko O. V., ... & Kozyreva Y. I. Nanocrystalline materials based on copper and molybdenum. Metallofizika i Novejsie Tehnologii, 2022, 44(7), doi: 10.15407/mfint.44.07.0927.
Grechanyuk N. I., & Grechanyuk V. G. Dispersed and layered bulk nanocrystalline materials based on copper and molybdenum. Structure, properties, technology, application. Report 1. Structure and phase composition. Modern electrometallurgy, 2018, doi: 10.15407/sem2018.01.06.
Derby B., Cui Y., Baldwin J. K., & Misra A. J. T. S. F. Effects of substrate temperature and deposition rate on the phase separated morphology of co-sputtered, Cu-Mo thin films. Thin Solid Films, 2018, 647, pp. 50-56, doi:10.1016/j.tsf.2017.12.013.
Riaboshtan Valentyn, et al. Dispersion Hardening of Nano-and Submicrocrystalline Vacuum Cu-Mo Condensates. Advanced Manufacturing Processes III: Selected Papers from the 3rd Grabchenko's International Conference on Advanced Manufacturing Processes (InterPartner-2021), September 7-10, 2021, Odessa, Ukraine. Springer International Publishing, 2022, doi:10.1007/978-3-030-91327-4_33.
Souli I., Gruber G. C., Terziyska V. L., Zechner J., & Mitterer C. Thermal stability of immiscible sputter-deposited Cu-Mo thin films. Journal of alloys and compounds, 2019, 783, pp. 208-218, doi:10.1016/j.jallcom.2018.12.250.
Luxyutov I. F., Naumovets A. G., Pokrovsky V. L. Two-dimensional crystals. Kyiv. Naukova Dumka, 1988. 218 c.
Zubkov O. I., Ilyinsky O. I., Podgorna O. O., Sevruk V. I., SokolPrusky Y. G. On the possibility of aging of rapidly hardened Cu-Mo alloys. Physics of metals and metallurgy, 1990, 10, pp. 197-199, doi:10.1080/14786436608212698.
Ebeling R., & Ashby M. F. Dispersion hardening of copper single crystals. Philosophical Magazine, 1966, 13(124), pp. 805-834. doi: 10.1080/14786436608212698.
王磊, 葛颂, 郭鹏伟, 康军伟, 周坚, 梁蒙, ... & 周延军. 时效工艺对 Cu-1.9 Be-0.25 Co 合金析出行为的影响. 机械工程材料, 2021, 45(11), pp. 8-12, doi:10.11973/jxgccl202111002.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Журнал публікує статті згідно з ліцензією Creative Commons Attribution International CC-BY.
