Структурные волны на поверхности аморфных металлических лент Fe67Co10Cr3B15Si5 после термической обработки

Автор: Екатерина Холодилова
Руководитель: Просекина Ирина Геннадьевна
Достижения: победа там, победа здесь

Игры порядка и беспорядка окружают нас повсюду. Чаще всего человек стремится упорядочить то, что его окружает, и хотя термодинамически равновесная система стремится к беспорядку, все в природе далеко от этого состояния и находится в различных интересных состояниях.
С начала 60-х годов придумали способ получать металлические сплавы, не имеющие кристаллической структуры с беспорядочным расположением атомов, которые могут содержать кристаллические области. Примером таких сплавов являются аморфные металлические ленты, о которых и пойдет речь.
Эти ленты в зависимости от их состава имеют разнообразные свойства, но в моем проекте мы занялись только структурными исследованиями, используя сканирующую зондовую микроскопию и различную термическую обработку металлических лент состава Fe67Co10Cr3B15Si5.

Целью моей работы являлось изучение закономерностей кристаллизации и структурных превращений аморфных и кристаллических областей в металлических лентах, а так же найти закономерности изменений структуры поверхности металлических лент, прошедших термическую обработку, и наглядно продемонстрировать различия внешней стороны ленты и той, которая прилегала к барабану при ее создании.

Полученные результаты:

• Изучение особенностей областей аморфности и кристалличности при отжиге позволило нам ясно представить себе процессы кристаллизации сложных металлических сплавов и всю силу стремления к порядку в металлах.
• Теоретически и практически были исследованы области кристалличности в аморфных металлических сплавах.
• С помощью атомно-силовой микроскопии удалось рассмотреть рельеф поверхности на микро-уровне и наблюдать визуально поверхностные структуры кристаллов и их изменения в зависимости от способа термического воздействия.
• Было доказано, что в зависимости от исследуемой стороны образца (внешняя и сторона барабана) меняется структура поверхности при кристаллизации в ходе термической обработки.
• С повышением температуры обработки внешняя сторона и сторона барабана перестают отличаться, то же происходит и при двойной температурной обработке.
• Найдено объяснение повышения упругих качеств ленты, что связано с тем, что при высокой температурной обработке внешняя сторона и сторона барабана перестают отличаться, т.е. весь объем образца становится более однородным и это уменьшает внутреннее напряжение всего материала.

Поверхностные явления на микро- и нано-уровнях представляют значительный интерес с точки зрения развития технологий. Ведь, изменяя незначительно некоторые параметры системы можно добиться совершенно других реакций и изменений в структуре и свойствах. А для того, чтобы это делать эффективно, нужно много работать и хорошо представлять, что и как происходит в природе.

АСМ снимок аморфных
металлических лент