Ближнє впорядкування в системі AgZn - Бакалаврська дипломна, Детальна інформація

танів.

Відомо [24], що з більшістю легкоплавких металів срібло утворює складні діаграми стану з кількома проміжними фазами і значними областями твердих розчинів на основі срібла. Це такі системи, як AgAl, AgMg, AgLi, AgIn, AgZn, AgCd, тощо. Багато з цих сплавів вже знайшли застосування у промисловості.

Серед класифікації сплавів першим історично виділеним класом електронних сполук були фази Юм-Розері [33]. Це досить обширний клас металічних сполук, що утворюються в сплавах благородних та перехідних металів з простими та полівалентними, а в ряді випадків – і на основі полівалентних металів. Для цих фаз характерне певне число валентних електронів на атом і на початку вони виділені як співвідношення Юм-Розері (е/а = 3/2, 21/13, 7/4). Наявність таких фаз визначено і у AgZn.

Фаза Співвідн. Ю.-Р. Решітка Інтервал реалізації е/а Розмірні обмеження Впорядкування

( 3/2=1,5 ОЦК 1,01-1,70 0,05 Так

( 3/2=1,5 ГПУ 1,22-1,83 0,15 Так

( 21/13=1,62 Складна куб. 1,40-1,70 Малі Не повністю

( 7/4 ГПУ 1,35-1,90 - Ні

( 1,89 ГПУ 1,88-2,0 - -



Після того, як вперше була знайдена крива ліквідусу, ця система звернула на себе увагу з боку багатьох дослідників. Границі фаз в твердому стані встановлені рентгенографічними та мікроскопічними методами [1]. Діаграма, що зображена на рисунку 1, запозичена з [1]. Кристалічна структура (,(,( - фаз визначена в [25]. Температури чотирьох перитектичних реакцій та склад перитектичних розчинів становлять: 710оС, 39,0%; 665оС, 61,3%; 636оС, 71,2%; 430оС, 97,8%Zn.

Розчинність Zn в Ag визначалася рентгенографічно та мікроскопічно [1]. При 710оС розчинність становить 32,1 ат.% (22,3 ваг.%) Zn. При температурах нижче 258оС, коли (-фаза є в рівновазі з (-фазою, розчинність Zn в Ag значно зменшується: при Т=431оС це 5%, а при 150оС це 1 ат.%. Сплав з 33 ат.% Zn після холодної обробки зі значним ступенем деформації та відпалу при 100оС має 2-фазну структуру.

При гартуванні невпорядкована (-фаза перетворюється в упорядковану (’-фазу з ОЦК-граткою, що при відпуску трансформується в стабільну гексагональну (-фазу. Перетворення ((( супроводжується двократною зміною модуля пружності.

Ефект пам’яті форми виявлений в роботах [5, 26]. Було досліджене утворення термопружного мартенситу в Ag-38 ат.%Zn. З метою придушення виділень (-фази зразки після витримки 1-2 хв. При Т=700оС, тобто на 5оС нижче температури солідуса, загартовували в NaOH при 0оС. Металографічні дослідження зразків після електрополірування виконувалися при збільшенні 200. При охолодженні сплаву з метастабільної (’-фази утворюється мартенсит в інтервалі від -160оС до -180оС. Температура початку оберненого перетворення становить –170оС, кінця –150оС. Мартенсит повністю термопружний і не спостерігається при Т=150оС. Голчаті кристали мартенситу формуються в пакети, зростання яких відбувається за рахунок (’-фази. Мартенситні перетворення відбуваються лише у свіжозагартованому сплаві; після витримки при Т=20оС (’-фаза розпадається. Пластинка завтовшки 0,5 мм з цього сплаву, що була зігнута в мартенситному стані на кут 90о при нагріванні вище –160оС повністю випрямлюється. Після повторення 2-3 циклів спостерігається явище, що пояснюється неповним зворотнім перетворенням деформованих мартенситних пластин [27].

Вивчені структурні перетворення в сплаві Ag-50 ат.%Zn [28]. Впорядкована (’-фаза починає перетворюватись в (-фазу після холодної деформації. Гексагональна структура ( знову переходить в ОЦК, однак це відбувається за “дуже короткий час” [28]. (о-фаза після холодної деформації та старіння при кімнатній температурі перетворюється в (’-фазу. У роботі [28] зроблений висновок про те, що (’-фаза в сплаві з 50 ат.%Zn рівноважна при кімнатних температурах.

Для двох структурних станів (’ і (-фаз сплаву AgZn еквіатомного складу експериментально досліджувались оптичні властивості в діапазоні спектру від 0,07 до 10 еВ [18]. Також розрахований зонний спектр і оптичні властивості (’-AgZn.

Структурне перетворення (’(( призводить до появи в оптичному спектрі нової смуги поглинання і супроводжується зміною кольору. В області (0,07 – 4 еВ) теоретичний і оптичний спектри співпадають. Природа змін кольору пов’язана зі зміною електронної структури.

Максимальна розчинність для AgZn: Ag в Zn-5, Zn в Ag 32,1 ат.% [29].

Рисунок 1. Діаграма станів AgZn

Фаза ( має ОЦК-решітку (А2-структура, а=0,318 нм), (’-кубічна типу CsCl (В2-структура, а=0,311нм), (-гексагональну (а=0,76356 нм, с=0,28200 нм); (-кубічна типу (-латуні (а=0,9349 нм); (-гексагональна типу магнію (а=0,276 нм, с=0,430 нм, с/а=1,55-1,56) [30].

Сплав AgZn терпить кристалографічне перетворення В2-А2 без спотворення кристалічної гратки при Т=545оС [34]. Цинк підвищує електроопір срібла сильніше, ніж Cd, але менше, ніж Mg, Al, Sn, As. Твердий (-розчин AgZn має механічні властивості, близькі до срібла [2].

Основні показники опору значним пластичним деформаціям:

НВ(25 кгс/мм (твердість по Брінелю);

(В=14-17 кгс/мм (часовий опір);

Основні показники пластичності:

(=70-90% (відносне звужування після розтягу)

(=40-90% (відносне видовження після розтягу).

Більш детальні характеристики можна отримати в [24, 31, 32].

2. Методика експерименту.

2.1 Метод електроопору.