Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Параметры упорядочения аморфного состояния при релаксации в металлических стеклах

16.01.2019


В области перехода в аморфное состояние свойства расплава зависят не только от температуры и давления, но и от времени. В простейшем случае, как показано на рис. 10.1 применительно к сплаву Au77Si9Ge14, для каждого значения скорости охлаждения расплав затвердевает при различных температурах Tg, определяемых константой времени релаксации т и временем измерения Un, при условии, что ниже точки плавления Tm кристаллизация подавляется. В этом случае имеем:

где kВ — постоянная Больцмана, Qа — кажущаяся энергия активации и T=dT/dt — скорость закалки. Сомножитель kВ Tg2/Qa изменяется от 5 до 10 К. В случае скоростной закалки при 10в6 К/с, обычно достигаемой при получении металлического стекла методом спиннингования расплава, стекло замерзает при температуре Tg1, для которой т=10в-5 с. Оно обозначено нами G1 на рис. 10.1. При более низких скоростях охлаждения порядка 1 К/с (на практике это достигается при охлаждении жидкости после повторного нагрева быстрозакаленного аморфного сплава до температуры чуть выше Tg2) стекло замерзает при более низкой температуре Tg2. Полученное при этом стекло G2 имеет более низкую энтальпию H (и объем V) в сравнении со стеклом G1, одну треть от теплоты плавления (объемного сжатия), соответствующей переходу жидкость — кристалл, и на шесть порядков величины более высокую вязкость. При очень низких скоростях охлаждения энтальпия снижается в соответствии с кривой d. На практике длина кривой d ограничена требующимися для этого все более низкими скоростями охлаждения. Экстраполяция кривой H (или К) в зависимости от T приводит к тому, что значение Н, равное или более низкое, чем то, которое соответствует кристаллу, достигается при Т0<0,8 Tg. Это явление хорошо известно в пауке как парадокс Кауземана.

Таким образом для описания аморфного состояния помимо температуры и давления требуется ряд дополнительных параметров. Для этой цели используют концепцию фиктивной температуры Tf, впервые введенную Тулом, а также ряд макроскопических свойств, таких как свободный объем и конфигурационная энтропия. Величина Tf определяется как температура, при которой стекло могло бы находиться в равновесном состоянии, если очень быстро достичь эту температуру. В случае простого охлаждения Tf можно аппроксимировать температурой Tg, и тогда концепция Tf как параметра, описывающего различные состояния аморфного сплава, оказывается вполне подходящей. Если два аморфных состояния G1 и G2, характеризующиеся различными фиктивными температурами, отжечь при промежуточной температуре Ta, они будут релаксировать с разных сторон к одному и тому же состоянию, характеризующемуся фиктивной температурой Tf (см. рис. 10.1). Однако, если стекло G1 отжигается при температуре Ta

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: