Структурно-фазовые превращения в системах Fe-Sn и Fe-Si при механическом сплавлении

Тип работы:
Диссертация
Предмет:
Физико-математические науки
Страниц:
130


Узнать стоимость новой

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

С момента открытия в 70-х годах явления колоссального массопереноса в твердофазных системах под влиянием сильных механических воздействий механическая активация (механическое сплавление чистых элементарных компонентов, механическое измельчение исходно равновесных сплавов) быстро получила признание как эффективный способ получения метастабильных состояний в твердых телах и рассматривается в настоящее время как альтернативный по отношению к давно известным неравновесным процессам, таким как закалка из жидкого состояния, конденсация из паровой фазы на охлаждаемую подложку и др. В отличие от перечисленных процесс механического сплавления протекает путем твердофазных реакций при относительно низких (вблизи комнатной) температурах, в чем состоит его специфическая особенность и уникальность.

К настоящему времени накоплен обширный фактический материал по поведению различных систем в условиях механических воздействий. В металлических системах удалось получить целый спектр различных неравновесных состояний: сверхпересыщенные твердые растворы (даже в том случае, когда исходные компоненты в равновесных условиях не смешиваются), неравновесные интерметаллиды, аморфные, нано- и квазикристаллические фазы. Такое разнообразие продуктов твердофазных реакций, получаемых в различных системах, множество всевозможных механизмов протекания фазовых превращений при механоактивации указывают на термодинамическую обусловленность процессов. Современные представления о термодинамике неравновесных процессов при механической активации основываются на двух основных ключевых аспектах. Первый из них связан со способностью системы запасать подведенную в результате механических воздействий энергию в той или иной форме. Второй аспект отражает специфические свойства системы находить способы релаксации своей запасенной энергии путем твердофазных реакций. Запасенная энергия выступает как движущая сила процессов. Возрастание свободной энергии в результате механического измельчения переводит систему в высоковозбужденное состояние, что может повлечь за собой неравновесный фазовый переход с реализацией метастабильных состояний. При этом вопрос о том, какая из форм запасенной энергии играет определяющую роль в процессе протекания реакций при механоактивации до сих пор остается открытым.

Говоря о втором аспекте — способе реализации запасенной энергии, необходимо отметить, что здесь значительное влияние на протекание твердофазных реакций оказывает кинетический фактор. Ключевым вопросом при этом является вопрос о причинах ускоренной диффузии при механоактивации. Быстрый темп массопереноса, не характерный для низких температур (а как показано в работах [1−4], температура процесса даже в локальных областях коллизии обычно далека от температуры плавления), обеспечивает быстрое выравнивание концентрации и подготавливает условия для протекания неравновесного превращения. Диффузия при механосинтезе происходит по кристаллу с дефектами, а вопрос о механизмах диффузии в несовершенных кристаллах в настоящее время достаточно хорошо изучен. Однако до сих пор не существует общепринятой целостной концепции механизмов массопереноса в процессе механоактивации. Другими словами, что понимать на микроскопическом уровне под термином & quot-деформационное атомное перемешивание& quot-?

Существование достаточно большого количества противоречивых результатов, полученных различными группами исследователей, как в отношении механизмов, так и конечных продуктов механосинтеза может быть обусловлено различными условиями проведения эксперимента (энергетические параметры процесса, материалы измельчающих тел и др.), что сильно затрудняет сравнительный анализ получаемых результатов. Согласно [1], кинетику механосинтеза предпочтительнее рассматривать с точки зрения энергетического подхода с использованием понятия удельной энергонапряженности измельчающего устройства, которая представляет собой дозу подведенной механической энергии в единицу времени, отнесенной к единице массы обрабатываемого материала. Целесообразность использования такого подхода обусловлена наилучшей возможностью сравнивать результаты опытов, проведенных в различных по энергонапряженности измельчающих устройствах. К сожалению в подавляющем большинстве опубликованных работ энергонапряженности механореакторов не были указаны. Многие противоречивые данные также могут быть связаны с неконтролируемым загрязнением образца элементами, попадающими в исследуемый объект вследствие износа мелющих тел в процессе механической обработки. Поэтому контроль за наличием загрязнений должен быть неотъемлемой частью исследований процессов механосинтеза с тем, чтобы избежать возможности получения недостоверных результатов.

Интенсивная деформация материала при механоактивации всегда сопряжена с диспергированием зеренной структуры. Размер кристаллитов при этом уменьшается до десятков и даже единиц нанометров. Природа наноструктурного состояния и, в частности, границ нанозерна до сих пор не достаточно ясна, несмотря на интенсивные исследования во всем мире. По этой причине слабо исследована его роль в термодинамике и механизмах фазовых превращений при механосинтезе.

Удобными модельными объектами для изучения процессов протекания твердофазных реакций при механоактивации (в дальнейшем основное внимание будет уделяться исследованию процессов механического сплавления (МС)) являются системы Fe-Sn и Fe-Si по следующим соображениям. Системы на основе железа традиционно привлекают внимание в связи с уникальными свойствами этого элемента и из-за широкой распространенности его в природе. Кроме того, мёссбауэровский изотоп железа является одним из самых удобных в ядерно-резонансных исследованиях, используемых в данной работе в качестве метода анализа. Вторые компоненты этих систем Sn и Si имеют атомные радиусы как приблизительно равного

Si), так и значительно большего (Sn) размера, чем атомный радиус железа. С другой стороны,

2 2 эти элементы имеют изоэлектронную конфигурацию внешних электронных оболочек (3s Зр у Si и 5s25p2 у Sn), что делает их подобными в химическом отношении. Низкотемпературные энтальпии смешения этих элементов с железом отличаются знаком: для системы Fe-Si энтальпия смешения отрицательна, в то время как для системы Fe-Sn — положительна. Положительность энтальпии смешения с термодинамической точки зрения означает отсутствие растворимости компонентов друг в друге в равновесных условиях. Однако известно [5,6], что в результате МС системы Fe-Sn образуются сверхпересыщенные твердые растворы в широком диапазоне концентраций даже несмотря на несмешиваемость компонентов в равновесии. Необходимо также отметить, что для системы Fe-Sn наличие мёссбауэровских изотопов 57Fe и 119Sn позволяет рассматривать атомное окружение как того, так и другого компонента, что безусловно даст более исчерпывающую информацию о протекании твердофазных реакций при МС порошков железа и олова.

Таким образом, целью настоящей работы было установление физических механизмов деформационного атомного перемешивания и термодинамических движущих сил фазообразования в системах на основе железа с изоэлектронными sp-элементами Sn и Si в зависимости от соотношения атомных радиусов в условиях механического сплавления элементарных чистых компонентов. В связи с поставленной целью в работе решались следующие задачи:

1. Детальное исследование хода твердофазных реакций при МС системы Fe (68)Sn (32) в зависимости от условий механической обработки в различных измельчающих устройствах- изучение эволюции фазового состава, атомной структуры неравновесных фаз в процессе МС, определение микроструктурных параметров на каждом этапе МС (размер зерна, микроискажения, параметр решетки) —

2. Изучение влияния исходного состояния обрабатываемого материала на кинетику фазовых превращений и конечный продукт механосинтеза в системе Fe-Sn-

3. Подробное исследование для различных материалов измельчающих тел кинетических особенностей протекания твердофазных реакций МС системы Fe (68)Si (32) — получение данных по фазовому составу, размеру зерна, параметру решетки и величинам микроискажений фаз в процессе МС-

4. Оценка термодинамического состояния систем Fe-Sn и Fe-Si в исходном состоянии и в процессе твердофазных реакций с учетом различных вкладов в свободную энергию, в том числе энергии межзеренных границ в нанокристаллических продуктах реакций-

5. Сравнительный анализ механизмов, термодинамики и кинетики фазовых превращений при МС систем Fe-Sn и Fe-Si.

Исследования проводились с использованием рентгеновской дифракции, мёссбауэровской спектроскопии и магнитных измерений.

Работа выполнена в Физико-техническом институте Уральского Отделения РАН в соответствии с планами научно-исследовательских работ по темам 01.9. 40 3 587 & quot-Структура и магнитные свойства неравновесных механоактивированных сплавов на основе железа с sp-элементами& quot-, 01.9. 90 2 472 & quot-Исследование микроскопических механизмов и кинетики образования метастабильных фаз и нанокристаллических разупорядоченных структур на основе железа при механическом сплавлении& quot- и грантов РФФИ 97−03−33 483 & quot-Твердофазные реакции в системе железо-олово при механическом сплавлении смесей металлических порошков& quot- и 00−332 555 & quot-Механизмы, термодинамика и кинетика механического сплавления в бинарных системах железа с изоэлектронными sp-элементами (С, Si, Ge) при различных соотношениях атомных радиусов& quot-.

Научная новизна работы. Предложен механизм деформационного атомного перемешивания при механическом сплавлении систем Fe-Sn и Fe-Si, согласно которому впервые установлено, что стадии образования интерметаллида предшествует формирование наноструктурного состояния в a-Fe и интерфейсных областей, содержащих границу зерен и приграничную искаженную зону. Показано, что зарождение и рост интерметаллидной фазы в обеих системах происходит именно в интерфейсных областях вследствие проникновения по границам зерен a-Fe sp-атомов и формирования в них сегрегаций Sn (Si). Установлено, что образование пересыщенных твердых растворов происходит только тогда, когда размеры зерен сосуществующих фаз a-Fe и интерметаллида уменьшаются до значений нанометрового диапазона, причем в зависимости от соотношения атомных радиусов компонентов реализуются различные механизмы массопереноса. В системе Fe-Sn, в которой атомный радиус олова значительно больше, чем таковой для железа, образование конечного продукта происходит путем дислокационного переноса, в то время как в системе Fe-Si, где атомные радиусы компонентов приблизительно равны, путем межузельной диффузии. Предложенные механизмы ускоренного массопереноса при МС позволили объяснить различие в скорости насыщения твердого раствора sp-элементом в системах Fe-Sn и Fe-Si.

Впервые с помощью термодинамических расчетов в рамках модели Миедемы установлена роль наноструктурного состояния в процессах протекания твердофазных реакций при МС. Показано, что образование пересыщенного твердого раствора в обеих системах становится энергетически выгодным при формировании наноструктуры в предположении зернограничной сегрегации sp-элемента. Эта энергетическая движущая сила оказывается больше в системе Fe-Sn, чем в системе Fe-Si, что и объясняет различие в скорости процессов формирования твердого раствора.

Использование различных по энергонапряженности измельчающих устройств показало, что от энергетических параметров механореакторов зависит только кинетика (скорость) превращений, но не тип и стадийность твердофазных реакций МС.

Практическая ценность работы. Показано, что применение термодинамического подхода в рамках полуэмпирической модели Миедемы для расчета энтальпий в сплавах позволяет предсказывать и обосновывать процессы фазообразования при МС бинарных систем. Достигнуто определенное понимание относительно механизмов деформационного атомного перемешивания, позволяющее прогнозировать возможные процессы протекания твердофазных реакций при механосиитезе в зависимости от соотношения атомных радиусов сплавляемых компонентов. Полученные в работе результаты показывают возможность использования механоактивации для получения нанокомпозиционных материалов.

При изучении процессов МС системы Fe-Si показано, что применение нержавеющей стали в качестве материала мелющих тел при обработке хрупких материалов приводит к существенному загрязнению продуктов механосинтеза задолго до завершения процесса образования конечного продукта. Меньшие загрязнения продукта механосинтеза имели место при использовании в качестве материала измельчающих тел шарикоподшипниковой стали ШХ-15, что дало возможность получить более достоверные результаты относительно процессов протекания твердофазных реакций при МС системы Fe-Si, чем при использовании нержавеющей стали.

Положения, выносимые на защиту:

1. Процесс М С систем Fe-Sn и Fe-Si протекает в несколько этапов: a-Fe + sp-элемент -" ос-Fe + наиболее стабильный для данных систем интерметаллид (FeSri2 для системы Fe-Sn и s-FeSi для системы Fe-Si) -> ОЦК сверхпересьпценный твердый раствор на основе a-Fe. Формирование интерметаллида происходит в интерфейсных областях, содержащих границу зерен и искаженную приграничную зону-

2. Образование твердого раствора энергетически выгодно при формировании наноструктуры в предположении зернограничных сегрегаций sp-элемента. Различие в скорости образования конечного продукта объясняется различными энергетическими движущими силами процесса-

3. Предполагается, что в условиях МС в системе Fe-Sn реализуется дислокационный массоперенос, в то время как в системе Fe-Si — межузельная диффузия-

4. От энергонапряженности измельчающих устройств зависит только скорость процесса, но не тип, стадийность и конечный продукт механосинтеза.

Личный вклад автора. Диссертация является самостоятельной работой, обобщившей результаты, полученные лично автором, а также полученные в соавторстве. Автор диссертации принимал личное участие в получении механически сплавленных и измельченных материалов, приготовлении образцов для рентгеновских и мёссбауэровских исследований. Автором были проведены качественный фазовый анализ исследуемых объектов на каждом этапе МС, вычисления субструктурных параметров. Совместно с соавторами проведена обработка мёссбауэровских спектров в квазинепрерывном представлении, а также проведены термодинамические расчеты в рамках модели Миедемы. Общая и конкретные задачи экспериментальных исследований по диссертационной работе сформулированы научными руководителями Елсуковым Е. П. и Дорофеевым Г. А. Обсуждение и интерпретация экспериментальных результатов проводилась совместно с научными руководителями и соавторами публикаций. Основные положения и выводы диссертационной работы сформулированы автором.

Апробация работы и публикации. Результаты работы докладывались и обсуждались на:

•3 Российская университетско-академическая научно-практическая конференция, Ижевск, 21−22 апреля, 1997-

•2-nd International Conference on Mechanochemistry and Mechanical Activation (INCOME-2), Novosibirsk, Russia, 12−16 August, 1997-

• 14-я Уральская школа металловедов — термистов & quot-Фундаментальные проблемы физического металловедения перспективных материалов& quot-, Ижевск, 23−27 февраля, 1998-

& bull-Всероссийская конференция & quot-Применение ядерно-физических методов в магнетизме и материаловедении& quot-, Ижевск, 28 сентября-2 октября, 1998-

•International Symposium on Metastable, Mechanically Alloyed and Nanocrystalline Materials (ISMANAM-99), Dresden, Germany, August 30 — September 3, 1999-

& bull-Международная конференция & quot-Эффект Мёссбауэра: магнетизм, материаловедение, гамма-оптика", Казань, 26 июня — 1 июля, 2000.

Основное содержание диссертации изложено в 6 статьях (ссылки [99−103, 112] в списке литературы).

Структура диссертации. Работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы.

5.3. Выводы

1. Обнаруженные экспериментальные факты по фазообразованию при МС в системах Fe-Sn и Fe-Si позволяют сделать вывод, что существуют одинаковые закономерности в поведении систем Fe-Sn и Fe-Si при МС, среди которых можно выделить стадийность превращений. В обеих системах механическое сплавление протекает в две стадии, на первой из которых образуется наиболее стабильный при комнатной температуре интерметаллид, а затем -пересыщенный ОЦК твердый раствор. Причем стадия образования пересыщенного твердого раствора возможна только в наноструктурном состоянии-

2. Для системы Fe-Sn характерно сравнительно быстрое образование твердого раствора, но медленное его насыщение оловом до концентрации в исходной смеси. В системе Fe-Si наоборот образование твердого раствора заторможено, однако он появляется практически сразу с концентрацией Si, близкой к концентрации в исходной смеси-

3. Различия в поведении исследованных систем объясняется их термодинамическими и кинетическими особенностями. Модельные термодинамические расчеты показали, что образование пересыщенного ОЦК твердого раствора в обеих системах становится энергетически выгодным при формировании наноструктуры в предположении зернограничных сегрегаций sp-элемента. Эта энергетическая движущая сила оказывается больше в системе Fe-Sn, чем в системе Fe-Si, что и объясняет различие в скорости процессов формирования твердого раствора. Различная скорость насыщения механически сплавленного твердого раствора в системах Fe-Sn и Fe-Si объясняется различным соотношением атомных радиусов компонентов. Атомы олова с большим атомным радиусом по сравнению с таковым для железа диффундируют в a-Fe по границам зерен и дислокациям, в то время как атомы кремния малого радиуса — по междоузлиям.

Заключение

В настоящей работе методами рентгеновской дифракции, мёссбауэровской спектроскопии, магнитных измерений и с помощью термодинамического моделирования выполнено исследование структурно-фазовых превращений при механической активации (механическом сплавлении) систем Fe-Sn и Fe-Si при концентрациях sp-элементов до 32 ат.%. Получены следующие результаты:

1. Механическое сплавление в обеих системах протекает в несколько этапов: a-Fe + sp-элемент -> a-Fe + наиболее стабильный для данных систем интерметаллид (FeSn2 для системы FeSn и s-FeSi для системы Fe-Si) -" ОЦК сверхпересыщенный твердый раствор на основе a-Fe. При этом стадии формирования интерметаллида предшествует накопление дефектов и возрастание плотности интерфейсных областей, содержащих границу зерен и приграничную искаженную зону. Показано, что зарождение и рост интерметаллида происходит именно в интерфейсных областях. Стадия образования конечного продукта — пересыщенного твердого раствора реализуется только при достижении системой наноструктурного состояния-

2. Термодинамические расчеты, выполненные в рамках модели Миедемы, позволили установить роль межзеренных границ в процессе твердофазных реакций МС. Показано, что существенное расширение области существования пересыщенных твердых растворов при МС обусловлено наноструктурным состоянием и значительным вкладом энергии границ в общую свободную энергию системы. При этом стабилизация твердого раствора возможна при наличии зернограничных сегрегаций sp-элемента. Различие в скорости образования пересыщенного твердого раствора при МС систем Fe-Sn и Fe-Si объясняется различием в энергетическом выигрыше в свободной энергии, который значительно выше в системе Fe-Sn, чем в системе Fe-Si-

3. Показано, что процессы механического сплавления железа с sp-элементами Si и Sn, атомы которых имеют приблизительно равные и существенно большие размеры по сравнению с атомом железа соответственно, при одинаковой последовательности твердофазных реакций различаются кинетикой реакций. При сплавлении a-Fe с Si образование пересыщенного твердого раствора a-Fe (Si) характеризуется более медленной кинетикой по сравнению с механическим сплавлением системы Fe-Sn. Однако в системе Fe-Si концентрация Si в твердом растворе устанавливается максимальной практически вслед за образованием пересыщенного твердого раствора, в то время как в системе Fe-Sn твердый раствор насыщается оловом постепенно, что объясняется различием в механизмах диффузии. В системе Fe-Sn диффузия осуществляется преимущественно посредством дислокационного массопереноса, в то время как в системе Fe-Si — по междоузлиям-

4. В работе был получен также ряд практически важных результатов:

4.1. Исследование влияния энергетических параметров измельчающих устройств на ход и продукты механосинтеза показало, что от них зависит только скорость реакций, но не тип и конечный продукт структурно-фазовых превращений-

4.2. На примере системы Fe-Si исследовано влияние материала мелющих тел на процессы МС. Установлено, что использование нержавеющей стали в качестве материала измельчающих тел при измельчении хрупких материалов приводит к существенным загрязнениям образцов вследствие износа сосудов и шаров при механической обработке, что делает невозможным получение достоверных экспериментальных данных относительно протекания процессов МС-

4.3. Результаты, полученные при изучении процессов, протекающих на начальных стадиях МС, показали, что механоактивация может быть использована для создания нанокомпозиционных материалов.

Показать Свернуть

Содержание

Глава 1. Современные представления о процессе механического сплавления (обзор)

1.1. Поведение твердых тел в условиях сильных импульсных механических воздействий

1.1.1. Термодинамика фазовых превращений при механическом сплавообразо-вании / измельчении

1.1.2. Кинетика твердофазных реакций при механическом сплавообразовании

1.2. Литературные данные по механическому сплавлению в системах Fe-Sn и Fe-Si.

1.2.1. Система Fe-Sn

1.2.2. Система Fe-Si

1.3. Выводы и постановка задачи исследований

Глава 2. Методика эксперимента

2.1. Образцы, измельчающие устройства и методы исследований

2.1.1. Приготовление образцов

2.1.2. Измельчающие устройства

2.1.3. Методы исследования

2.2. Теоретические и экспериментальные оценки энергонапряженности измельчающих устройств

2.2.1. Экспериментальные измерения энергонапряженности

2.2.2. Теоретические методы расчета энергонапряженности

2.3. Методы анализа экспериментальных данных

2.3.1. Рентгеновская дифракция

2.3.2. Мёссбауэровская спектроскопия

2.4. Метод термодинамического моделирования образования фаз при механическом сплавлении

2.5. Выводы

Глава 3. Механическое сплавление в системе Fe-Sn

3.1. Кинетика твердофазных реакций в системе Fe (68)Sn (32) при механическом сплавлении

3.1.1. Ранняя стадия механического сплавления

3.1.2. Квазивзрывное образование интерметаллида FeSn

3.1.3. Образование пересыщенного твердого раствора

3.2. Влияние исходного состояния обрабатываемого материала на ход твердофазных реакций при механоактивации системы Fe-Sn

3.2.1. Механическое измельчение сплава Fe68Sn

3.2.2. Влияние содержания олова в исходном состоянии на кинетику твердофазных реакций механического сплавления и механического измельчения

3.3. Термодинамика фазовых превращений при механоактивации системы Fe-Sn

3.4. Выводы

Глава 4. Механическое сплавление в системе Fe-Si

4.1. Кинетика механического сплавления в системе Fe (68)Si (32)

4.2. Термодинамика твердофазных реакций механического сплавления в системе Fe-Si

4.3. Выводы

Глава 5. Сравнительный анализ механизмов, термодинамики и кинетики механического сплавления в системах Fe-Sn и Fe-Si

5.1. Особенности механизмов и кинетики механического сплавления в системах Fe

Sn и Fe-Si

5.2. Термодинамические особенности поведения систем Fe-Sn и Fe-Si при механическом сплавлении

5.3. Выводы

Список литературы

1. Butyagin P. Yu. Mechanical disordering and reactivity of solids // Chemistry Reviews.- 1998. -section В.- V. 23.- parth 2, — P. 89−165.

2. Бутягин П. Ю. О критическом состоянии вещества в механохимических превращениях // ДАН.- 1993. Т. 331. -№. 3. — С. 311−314.

3. Schulz R., Trudeau М. and Huot J.Y. Interdiffusion during the formation of amorphous alloys by mechanical alloying // Phys. Rev. Let.- 1989.- Y. 62.- №. 24, — P. 2849−2852.

4. Koch C.C. Research on metastable structures using high energy ball milling at North Carolina State University (Overview) // Mater. Trans.- JIM.- 1995.- V. 36, — №. 2.- P. 85−95.

5. Angiolini M., Mazzone G., Montone A., Vittori-Antisari M. Mechanical alloying in immiscible systems//Mater. Sci. Forum.- 1997.- Vols. 235−238.- P. 175−180.

6. Cohen N.S., Ahlswede E., Wicks J.D. Investigation of the ternary phase diagram of mechanically alloyed FeCuAg // Phys. Condens. Matter.- 1997.- V. 9.- P. 3259−3276.

7. Панин B.E., Егорушкин B.E.,. Хон Ю. А., Елсукова Т. Ф. Атом-вакансионные состояния в кристаллах // Известия ВУЗов. Физика.- 1982.- №. 12.- С. 5−28.

8. Schwarz R.V. Microscopic model for mechanical alloying // Mater. Sci. Forum. -1998.~ Vols. 269 272, — P. 665−674.

9. Gaffet E., Abdellaoui M. and Malhouroux-Gaffet N. Formation of nanostructural materials induced by mechanical processings (Overview) // Mater. Transactions.- JIM.- 1995.- V. 36.- №. 2.- P. 198−209.

10. Хайнике Г. Трибохимия // Москва, — Мир.- 1987.- 582 С.

11. Weeber A.W., LoefF P.I. and. Bakker H. Glass-forming rang of transition metall-transition metall alloys, prepared by mechanical alloying // J. less-common Metals.- 1988.- 143.- №. 1−2.- P. 293−299.

12. Di L.M., Loeff P.I. and Bakker H. Mechanical amorphization of Ni3Sn // Phys. stat. sol. A.- 1990. X1. V. 117.- 1990,-P. 99−101.

13. Gaffet E., Merk N., Martin G. and Bigot J. New materials by mechanical alloying techniques // DGM Informationsgesellschaftverlag, Oberursel (FRG).- 1989.- P. 95.

14. Shelekhov E.V., Sviridova T.A., Skakov Yu.A. and Djakonova N.P. The kinetics of ball milling induced amorphization in NiNb intermetallic and elemental mixture of the same composition // Mater. Sci. Forum.- 2000, — V. 343−346.- P. 615−620.

15. Delogu F., Cocco G. Relating single impact events to macrokinetic features in mechanical alloying processes // J. Mater. Synth. Proces.- in press.

16. Cocco G., Delogu F. and Schiffini L. Toward a quantitative understanding of the mechanical alloying process // J. Mater. Synth. Proces.- in press.

17. Elkalkouli R., Chartier P. and Dinhut J.F. Structure and thermal stability of CuCo and CuFe alloys prepared by mechanical alloying // Mater. Sci. Forum.- 1995.- V. 179−181.- P. 267−272.

18. Cabanas-Moreno J.G. and Lopez-Hirata V.M. Copper- and cobalt-alloys made by mechanical alloying (Overview) // Mater. Transactions.- JIM.- 1995.- V. 36.- №. 2, — P. 218−227.

19. Григорьева Т. Ф., Иванов Е. Ю., Болдырев B. B, Винокурова О. Б., Саратовкина И. В. Механохимический синтез аморфных сплавов и пересыщенных твердых растворов в системе Cu-Sn //Изв. СО АН СССР, — Серия химических наук.- 1989.- Вып. 5, — С. 98−100.

20. Gente G., Oehring М. and Bormann R. Formation of thermodynamically unstable solid solution in the Cu-Co systems by mechanical alloying // Phys. Rev.- 1993, — Vol. 48.- P. 245−251.

21. Schwarz R.B., Petrich R.R., Saw C.K. The synthesis of amorphous Ni-Ti alloy powders by mechanical alloying // J. Non-Cryst. Solids.- 1985, — V. 76.- P. 281.

22. Hellstern E., Schultz L., Bormann R., Lee D. Phase formation in mechanically alloyed Nb-Al powders // Appl. Phys. Lett.- 1988, — V. 53, — №. 15.- P. 1399−1401.

23. Sundaresan R., Froes F.H. New materials by mechanical alloying techniques // Arzt E., Schultz L (Eds).- DGM Informationsgesellschaft. Oberursel. W. Germany.- 1989.- P. 253.

24. Gaffet E and Louison C. Int’l Symp. on Amorphization by Solid-State Reaction // Grenoble.- Feb. 21−23, — 1990.- Organized by Yavari A.R., Gaffet E., Legresy J.M. and Bordeaux F.

25. Лариков JI.H. Нанокристаллические соединения металлов. Обзор // Металлофизика и новейшие материалы.- 1995.- Т. 17.- №. 9.- С. 56−68.

26. Eckert J., Schultz L., Hellstern E. and Urban K. Glass-forming rang in mechanically alloyed Ni-Zr and the influence of the milling intensity // J. Appl. Phys.- 1988, — V. 64.- P. 3224−3227.

27. Дорофеев Г. А., Елсуков Е. П. Термодинамическое моделирование реакций механического сплавления в системе Fe-Sn // Неорг. материалы.- 2000.- Т. 36.- №. 12.- С. 1460−1466.

28. Гусев А. И. Эффеты нанокристаллического состояния в компактных металлах и соединениях //Успехи физических наук, — 1998.- Т. 168.- №. 1.- С. 55−83.

29. Fecht HJ. Nanostructure formation by mechanical attrition // Nanostructed Materials.- 1995.- Vol. 6.- P. 33−42.

30. Horita Z., Smith D.J., Furukawa M. Evolution of grain boundary structure in submicrometer grained Al-Mg alloy // Mater. Charact.- 1996, — V. 37.- №. 285−294, — P. 285−293.

31. Валиев P.3., Мусалимов Р. Ш. Электронная микроскопия высокого разрешения нанокристаллических материалов // ФММ.- 1994.- Т. 78.- Вып. 6.- С. 115−121.

32. Kaloshkin S.D. Thermodynamic description of the phase transformation mechanism during mechanical alloying process // Mater. Sci. Forum.- 2000.- V. 343−346.- P. 591−596.

33. Баринов B.A., Дорофеев Г. А., Овечкин Л. В. Елсуков Е.П., Ермаков А. Е. Фазовые превращения в деформированных порошках FeiB // ФММ.- 1992.- №. 1.- С. 126−131.

34. Rodrigues-Torres С.Е., Sanchez F.H. and Mendoza-Zelis L.A. Decomposition of Fe2B by mechanical grinding // Phys. Rev. В.- 1995.- V. 51.- №. 18, — P. 12 141−12 148.

35. Fecht H.J., Hellstern E., Fu Z. and Johnson W.L. // Metall. Trans.- 1990 21А, — P. 2333−2339.

36. Yavari A.R. and Desre PJ. Thermodynamic and kinetics of amorphisation during mechanical alloying//Mater. Sci. Forum.- 1992.- V. 88−90.- P. 43−50.

37. Yavari A.R., Desre P J. and Benameur R. // Phys. Rev. Let.- 1992.- V. 68.- P. 2235 ,

38. Weeber A.W. and Bakker H. Amorphization by ball milling. A review // Physica В.- 1988.- V. 153,-№. 1−3,-P. 93−135.

39. Zhang H.- The quantification of criteria for predicting glass formation of binary transition metals by mechanical alloying // J Phys. Condens. Matter.- 1993, — V. 5.- P. L337-L342.

40. Burgio N., Iasonna A., Magini M., Martelli S and Padella F. Mechanical alloying of the Fe-Zr system. Correlation between Input Energy and End Products // II Nuovo Cimento.- 1991.- Vol. 13D. -№. 4, — P. 459−476.

41. Шелехов E.B., Свиридова T.A. Моделирование движения и разогрева шаров в планетарной мельнице. Влияние режимов обработки на продукты механоактивации смеси порошков Ni и Nb //Материаловедение.- 1999.- №. 10.- С. 13−22.

42. Gilman P. S. and Benjamin Y.S. // Ann. Rev. Mater. Sci.- 1983.- V. 13.- P. 279−300.

43. Григорьева Т. Ф. Механохимический синтез метастабильных интерметаллических фаз и их реакционная способность // Дис. канд. хим. наук.- Новосибирск.- 1988.- 132 С.

44. Григорьева Т. Ф., Баринова А. П., Иванов Е. Ю., Болдырев В. В. Рентгенографическое исследование начальных стадий процесса механического сплавления пересыщенных твердых растворов // ДАН, — 1995.- Т. 345, — №. 3, — С. 343−347.

45. Григорьева Т. Ф., Баринова А. П., Болдырев В. В. Влияние структурного соответствия на расширение области существования твердых растворов, получаемых механическим сплавлением // Неорг. матер.- 1995.- Т. 31.- №. 12.- С. 1551−1556.

46. Григорьева Т. Ф., Болдырев В. В. Расширение области существования пересыщенных твердых растворов на основе никеля, получаемых механическим сплавлением // ДАН.- 1995.- Т. 340. -№. 2, — С. 195−197.

47. Григорьева Т. Ф., Самсонова Т. И., Болдырев В. В. Особенности механического сплавления пересыщенных твердых растворов в системе никель-висмут // ДАН.- 1995.- Т. 340.- №. 4.- С. 495. 498.

48. Григорьева Т. Ф., Болдырев В. В. Твердые растворы на основе меди, полученные механическим сплавлением // ДАН.- 1995, — Т. 340.- №. 3, — С. 329−330.

49. Tcherdyntsev V.V., Kaloshkin S.D., Tomilin I.A. and Shelekhov E.V. X-ray study of the kinetics of mechanical alloying // Mater Sci. Forum.- 2000.- V. 343−346.- P. 338−343.

50. Герцрикен Д. С., Мазанко В. Ф., Фальченко В. М. Импульсная обработка и массоперенос в металлах при низких температурах // Киев.- Наукова Думка.- 1991.- 208 С.

51. Estrin Y. and Rabkin Е. Pipe diffusion along curved dislocations an application to mechanical alloying // Scripta Materialia.- 1998.- Vol. 39.- №. 17.- P. 1731−1736.

52. Сагарадзе B.B., Морозов C.B., Шабашов В. А., Ромашев JI.H., Кузнецов Р. И. Растворение сферических и пластинчатых интерметаллидов в Fe-Ni-Ti аустенитных сплавах при холодной пластической деформации // ФММ.- 1988.- Т. 66, — Вып. 2.- С. 328−338.

53. Александров И. В., Валиев Р. З. Исследование нанокристаллических материалов методами рештеноструктурного анализа// ФММ.- 1991.- Т. 77.- Вып. 6.- С. 77−87.

54. Trudeau M.L., and Schulz R. High resolution electron microscopy study of Ni-Mo nanocrystals prepared by high-energy mechanical alloying // Mater. Sci. and Eng. -1991.- A134.- P. 1361−1367.

55. De Boer F.R., Boom R., Mattens W.C.M., Miedema A.R. and Niessen A.K. Cohesion in metals. Transition metal alloys // North-Holland.- Amsterdam.- 1988.- 757 C.

56. Кубашевски О. Диаграммы состояния двойных систем на основе железа // М. -Металлургия, — 1985.- 183 С.

57. Nasu S., Imaoka S., Morimoto S. and Tanimoto H., Huang В., Tanaka Т., Kuyama J., Ishihara K.N. and Shingu P.H. Mossbauer study of mechanically alloyed powders // Mater. Sci. Forum.- 1992.- V. 88. 90.- P. 569−576.

58. Cabrera A.F., Sanchez F.H. and Mendoza-Zelis L. Mechanical alloying of iron and tin powders: a Mossbauer study // Mater. Sci. Forum.- 1995, — V. 179−181, — P. 231−236.

59. Yelsukov E.P., Dorofeev G.A., Barinov V.A., Grigor’eva T.F. and Boldyrev V.V. Solid State reactions in the Fe-Sn system under mechanical alloying and grinding // Mater. Sci. Forum.- 1998.- V. 269−272, — P. 151−156.

60. Kients M.O., Le Caer G., Delcroix P., Fournes L., Fultz B., Matteazzi P. and Malaman B. 57Fe and 119Sn Mossbauer spectrometry studies on nanocrystalline Fe-Sn solid solutions // Nanostr. mater. -1995. -V. 6. -P. 617−620.

61. Le Caer G., Delcroix P., Kients M.O. and Malaman B. The study of Fe-based mechanically alloyed materials by Mossbauer spectroscopy//Mater. Sci. Forum.- 1995.- V. 179−181.- P. 469−474.

62. Trumpy G., and Both E., and Djega-Mariadassou C., and Lecocq P. Mossbauer-effect studies of iron-tin alloys // Phys. Rev. B.- 1970.- V. 2.- №. 9.- P. 3477−3490.

63. Yelsukov E.P., Yakovlev V.V., Voronina V.V., Barinov V.A. Formation of bcc supersaturated Fe-Sn alloys up to 36 at.% Sn by ball milling of initially multiphase ingots // Abstr. ISMANAM-95 (Quebec, Canada, July 1995).- P.- B. -12.3.

64. Cabrera A.F., Fernandez van Raap M.B., Meyer M., Rodrigues Torres C., Mendoza-Zelis L. and Sanchez F.H. Mossbauer effect studies of Fe-base alloys during mechanical alloying and grinding (overview) // Mater. Trans.- 1995.- V. 36, — №. 2.- P. 357−364.

65. Cabrera A.F., Sanchez F.H. and Mendoza-Zelis L.A. Time and composition dependence of mechanical alloying of Fei. xSnx // Phys. Rev. B.- 1996.- V. 53.- №. 13, — P. 8378−8384.

66. Bansal C., Gao Z.Q., Hong L.B. and Fultz B. Phases and phase stabilities of FesX alloys (X=A1, As, Ge, In, Sb, Si, Sn, Zn) prepared by mechanical alloying // J. Appl. Phys.- 1994.- №. 76.- V. 10, — P. 5961−5965.

67. Yelsukov E.P., Voronina E.V., Konygin G.N., Barinov V.A., Godovikov S.K., Dorofeev G.A., Zagainov A.V. Structure and magnetic properties of Feioo-xSnx (3. 2

68. Le Caer G., Matteazzi P., Fultz B. A microstructural study of mechanical alloying of Fe and Sn powders // J. Mater. Res.- 1992, — V. 7.- №. 6, — P. 1387−1395.

69. Варнек B.A., Заможский В. Д., Аввакумов Е. Г., Стругова Л. И., Мазалов JI.H., Болдырев В. В. Изменение магнитных свойств FeSn2 при сверхтонком измельчениии // Известия С О АН СССР.- 1976, — В. 6.- С. 17−20.

70. Варнек В. А., Стругова Л. И., Аввакумов Е. Г. Магнитная структура частиц FeSn2, полученных при твердофазном взаимодействии олова и железа // ФТТ.- 1974.- Т. 16.- С. 1816−1818.

71. Sanchez F.H., Sokolovsky L., Cabrera A.F., Mendoza-Zelis L. Magnetic relaxations in mechanically ground FeSn2 // Mater. Sci. Forum.- 1996.- V. 225−227.- P. 712−718.

72. Елсуков Е. П., Яковлев B.B., Баринов В. А. Деформационное атомное перемешивание при измельчении многофазного сплава Fe73Sn27 // ФММ.- 1994.- Т. 77.- №. 4.- С. 131−137.

73. Gaffet Е., Malhouroux N., Abdellaoui М. Far from equilibrium phase transition induced by solidstate reaction in the Fe-Si system // J. Alloys. Сотр. 1993, — V. 194.- P. 339−360.

74. Abdellaoui M., Barradi Т., Gaffet E. Mechanism of mechanical alloying phase formation and related magnetic and mechanical properties in the Fe-Si system // J. Alloys. Сотр.- 1993.- V. 198.- P. 155−164.

75. Abdellaoui M., Gaffet E., Djega-Mariadassou C. Mossbauer effect study of disordering induced by mechanical alloying in the Fe-Si system // Mater. Sci. Forum.- 1995.- V. 179−181.- P. 109−114.

76. Zak Т., Havlicek S., Schneeweiss O., Vondracek M., Stevulova N. Mossbauer and magnetic study of mechanical alloying of Fe3Si // Czech. J. Phys.- 1997.- V. 47, — P. 585−588.

77. Stevulova N., Buchal A., Petrovic P. et al. Structural investigation of the high-energy milled Fe-Si system // JMMM.- 1999.- V. 203.- P. 190−192.

78. Stevulova N., Buchai A., Zak T., Petrovic P. Structure and magnetic properties of mechanically alloyed Fe-Si system // Acta Phys. Slovaka.- 1999.- V. 49.- P. 429−432.

79. Cabrera A.F., Sanchez F.H., Mendoza-Zelis L. Mechanical alloying of the Fei. xMx (M=Si, Ge, Sn). A comparative study // Mater. Sci. Forum.- 1999.- V. 312−314.- P. 85−90.

80. Елсуков Е. П., Баринов B.A., Галахов B.P., Юрчиков Е. Е., Ермаков А. Е. Переход порядок-беспорядок в сплаве Fe3Si при механическом измельчении // ФММ.- 1983.- V. 55.- В. 2.- С. 337 340.

81. Елсуков Е. П., Баринов В. А., Коныгин Г. Н. Влияние перехода порядок-беспорядок на структурные и магнитные свойства ОЦК сплавов железо-кремний // ФММ.- 1986.- V. 62.- В. 4. -С. 719−723.

82. Елсуков Е. П., Тарасов В. В., Филиппов Ю. И., Коныгин Т. Н. Структура и свойства приповерхностных слоев сплавов железо-кремний после отжига и образивного изнашивания // Трение и износ, 1990, V. 11, — № 3.- С. 509−512.

83. Yelsukov Е.Р., Konygin G.N., Barinov V.A., Voronina E.V. Local atomic environment parameters and magnetic properties of disordered crystalline and amorphous iron-silicon alloys // J. Phys.: Condens. Matter.- 1992, — V. 4.- P. 7597−7606.

84. Fomin V.M., Voronina E.V., Yelsukov E.P., Deev A.N. The local atomic structure of nanocrystalline mechanically ground Fe-Si alloys // Mater. Sci. Forum.- 1998.- V. 269−272. P. 437 442.

85. Кузнецов A.P., Бутягин П. Ю. и Павлычев И. К. Лабораторная микромельница для механохимических исследований // Приборы и техника эксперимента.- 1986.- Т. 6.- С. 201−204.

86. Butyagin P. Yu and Pavlichev I.K. Determination of energy yield of mechanochemical reactions // Reactivity of Solids.- 1986,-V. 1, — P. 361−372.

87. Стрелецкий A.H., Пакович А. Б., Бутягин П. Ю. Структурные дефекты и возбуждение триболюминесценции в аморфном диоксиде кремния // Известия Академии наук СССР.- серияфизическая, — 1986, — T. 50, — №. 3, — С. 477−482.

88. Koch С.С. // Mater. Sci.- 1989.- V. 19.- P. 121

89. Shelekhov E.V., Salimon A.I. A computer simulation of planetary and vibratory mills // Aerosol. -1997, — V. 2, — P. 61.

90. Watanabe R., Hashimoto H., Lee Gil Gevrn. Computer simulation of milling ball motion in mechanical alloying (Overview) // Mater. Trans.- JIM.- 1995.- V. 36, — №. 2.- P. 102−109.

91. Magini M., Colella C., Iasonna A. and Padella F. Power measurements during mechanical milling -П. The case of «single path cumulative» solid state reaction // Acta mater.- 1998.- V. 46.- №. 8.- P. 2841−2850.

92. Уоррен Б. Успехи физики металлов // М.: Металлургиздат.- 1963.- Т. 5.- 172 С.

93. Уманский Я. С., Скаков Ю. А., Иванов А. Н., Расторгуев JI.H. Кристаллография, ренгенография и электронная микроскопия // М.: Металлургия.- 1982.- 632 С.

94. Voronina E.V., Ershov N.V., Ageev A.L., Babanov Yu.A. Regular algorithm for the solution of the inverse problem in Mossbauer spectroscopy// Phys. Stat. Sol. (b).- 1990, — V. 160.- P. 625−634.

95. Bakker H. Miedema’s semi-empirical model for estimating enthalpies in alloys // Mater. Sci. Briefings.- 1998. -V. l. -P. 1−80.

96. Hume-Rothery W. Elements of Structural Metallurgy // Inst. Metals.- London.- 1961, — Monograph and Report Series.- №. 26.

97. Ульянов A. JI., Дорофеев Г. А., Баринов B.A., Елсуков Е. П. Фазовые превращения в системе Fe (68)Sn (32) при механическом сплавообразовании и измельчении // Вестник УдГУ.- 1997.- №. 4, — С. 48−57.

98. Елсуков Е. П., Дорофеев Г. А., Коныгин Г. Н., Ульянов A. JL, Баринов В. А., Григорьева Т. Ф., Болдырев В. В. Формирование неравновесных структур в системе Fe-Sn при механическом сплавлении // Химия в интересах устойчивого развития.- 1998.- №. 6.- С. 131−135.

99. Dorofeev G.A., Yelsukov E.P., Ulyanov A.L. and Konygin G.N. Thermodynamic simulation of mechanically alloyed solid solution formation in Fe-Sn system // Mater. Sei. Forum.- 2000.- V. 343−346,-P. 585−590.

100. Повстугар И. В. Исследование кинетики механохимического растворения металлов на примере железосодержащих систем // Дипломная работа.- Москва.- 1998.

101. Le Саёг G, Malaman В., Venturini G., Fruchart D. and Roques В. A Mossbauer study of FeSn2 // J. Phys. F: Met. Phys.- 1985, — V. 15, — P. 1813−1827.

102. Yamamoto H. Mossbauer effect measurement of intermetallic compounds in iron-tin system: Fe5Sn3 and FeSn // J. Phys. Soc. Japan.- 1966, — V. 21, — P. 1058−1062.

103. Kudielka H. Die Kristallstruktur von Fe2Si, ihre Verwandtschaft zu den Ordnungsstrukturen des a-(Fe2Si) Mischkristalls und zur Fe5Si3 — Struktur // Z. Kristallographie.- 1977.- Bd. 145.- S. 177 189.

104. Vincze I and Aldred A.T. Mossbauer measurements in iron-base alloys with nontransition elements // Phys. Rev. В.- 1974, — V. 9.- №. 9.- P. 3845−3853. 130

105. Физическая химия неорганических материалов // Под общ. ред. Еременко В.Н.- Киев. -Наукова Думка.- 1988.- Т. 2.- Поверхностное натяжение и термодинамика металлических расплавов.

106. Miedema A.R. Surface segregation in alloys of transition metalls // Z. Metalkunde. -1978.- V. 69. -№. 7.- P. 455−461.

107. Канунникова O.M., Гильмутдинов Ф. З., Елсуков Е. П. Фотоэлектронное исследование порошков Fej. xSnx И Перспективные материалы.- 1996.- №. 6.- С. 71−74.

108. Дорофеев Г. А., Ульянов A. JL, Елсуков Е. П., Коныгин Г. Н. Сравнительный анализ механизмов термодинамики и кинетики механического сплавления в системах Fe (68)M (32) — M=Sn, Si // ФММ, — 2001.- Т. 91.- №. 1.- С. 47−55.

109. Wertheim G.K., Jaccarino V., Wernick J.N. et al. Unusual electronic properties of FeSi.- Phys. Lett.- 1965,-V. 19. -P. 89−90.

Заполнить форму текущей работой