Особенности структуры и свойств Ti-Zr-Ni-квазикристаллов

Abstract

Для образцов Ti-Zr-Ni-системы: отливок, полученных равновесной кристаллизацией в изложнице, и лент толщиной от 20 до 100 мкм, полученных скоростной закалкой на одном диске, исследована зависимость фазового состава от состава шихты из сверхчистых компонентов и скорости вращения диска. Найдены техно- логические параметры синтеза образцов однофазных или с преобладающей долей икосаэдрической квазикристаллической структуры. Исследованы особенности структуры, субструктуры и напряженного состояния лент. Установлено, что в сечении лент имеется градиентное изменение фазового состава, размера зерна, микро- и нанотвердости, модуля Юнга, а также параметров структуры, субструктуры и величины остаточных макронаряжений. Распределение зависит от скорости закалки. Изучен температурный характер изменения электрического сопротивления без поля и с наложением магнитного поля. Обнаружен переход в состояние сверхпроводимости. Исследованы свойство накопления водорода и параметры его диффузии, механические свойства и характер деформации, а также теплофизические свойства Ti-Zr-Ni-квазикристаллов. Изучена эволюция структурного и напряженного состояния квазикристаллов в результате теплового воздействия, насыщения водородом и облучения.

Для зразків Ti-Zr-Ni-системи: масивних, отриманих рівноважною кристалізацією в виливниці, та стрічок товщиною від 20 до 100 мкм, отриманих швидкісним загартуванням на одному диску, досліджена залежність фазового складу від складу шихти з надчистих компонентів і швидкості обертання диска. Знайдені технологічні параметри синтезу зразків однофазних або з переважаючою часткою ікосаедричної квазікристалічної структури. Досліджені особливості структури, субструктури і напруженого стану стрічок. Встановлено, що в перетині стрічок має місце градієнтна зміна фазового складу, розміру зерна, мікро- та нанотвердості, модуля Юнга, а також параметрів структури, субструктури і величини залишкових макронапружень. Розподіл залежить від швидкості загартування. Вивчений температурний характер зміни електричного опору без поля і з накладенням магнітного поля. Знайдений перехід в стан надпровідності. Досліджені властивість накопичення водню і параметри його дифузії, механічні властивості і характер деформації, а також теплофізичні властивості Ti-Zr-Ni-квазікристалів. Вивчена еволюція структурного і напруженого стану квазікристалів в результаті теплової дії, насичення воднем і опромінювання.

For Ti-Zr-Ni ingots prepared by equilibrium crystallization, and 20 to 100 μm ribbons obtained by rapid quenching on the same disc, the dependence of phase composition on the super-pure components charge mixture composition and on the disc velocity has been studied. The technology parameters for synthesis of QC single-phase structures or ones with prevailing portion of icosahedral quasicrystalline structure were determined. The peculiarities of structure,. substructure and stress state of the ribbons were studied. Through the ribbon section, the gradient variations of phase composition, grain size, micro- and nano-hardness, Young modulus, structure and substructure parameters, and residual stress level were established. The gradient distributions depend on the quenching speed. The temperature behaviour of electrical resistivity without external magnetic field and under magnetic field was investigated. The transition to superconductivity state was found. The properties of hydrogen accumulation and the parameters of its diffusion, as well as mechanical properties and deformation features, and thermo-physical properties of Ti-Zr-Ni quasicrystals were studied. The evolution of structure and stress state in quasicrystals as a result of thermal influence, hydrogen saturation, and irradiation was analyzed.