Jadval 4. Yuqori va past haroratli texnologiya rejimlaridan olingan volfram oksidi, volfram va volfram karbid kukunlarining dispersiyasi, mkm [17]
Кукун
|
Yuqori haroratli Past haroratli
texnologiya texnologiya
|
|
Dmod
|
Dmax
|
|
Dmod
|
Dmax
|
WO3 (asl)
|
0.07
|
0.05-0.75
|
0.2
|
-
|
-
|
-
|
WO2
|
1.6
|
1-1.5
|
4
|
-
|
-
|
-
|
W
|
8.9
|
8-10
|
16
|
0.2
|
0.08-0.16
|
0.5
|
WC
|
6
|
2-3
|
8
|
0.19
|
0.08-0.16
|
0.5
|
W
|
0.13
|
0.08-0.16
|
0.56
|
0.21
|
0.08-0.16
|
0.6
|
* 96 soat davomida maydalang.
Chang zarralarining shakli va o'lchamlari (ularning ba'zilari sek. 1 va 2 - dendritik, shimgichli, yumaloq, to'g'ri kesilgan) usullar bilan aniqlanadi va .qabul qilish rejimlari. Ular keng doirada o'zgarishi mumkin. Ushbu xususiyatlar texnologik jarayonlarning rivojlanishiga hal qiluvchi ta'sir ko'rsatadi va ma'lum darajada chang materiallari tarkibida meros bo'lib o'tadi. Xuddi shu moddaning kukuni, ishlab chiqarish usuli va rejimiga qarab, har xil shakldagi zarralarni o'z ichiga olishi mumkin. Masalan, kamaytirish, purkash, elektroliz, karbonil parchalanishi, mexanik silliqlash va boshqa usullar bilan ishlab chiqarilgan temir kukunlari morfologik jihatdan sezilarli darajada farq qiladi va bu texnologik va boshqa xususiyatlardagi farqni aniqlaydi. Shaklda. 3 havo purkagich (PZH4), suv purkagich (hkpl .200), uglerodni kamaytirish (JVC. 100.24) va yuqori uglerodli eritmalarning eksperimental atomizatsiyasi natijasida [18]. Tajribali kukunlarning korollaga o'xshash yoki tolali tuzilishi oddiy maydalangan va kamaytirilgan kukunlarga xos bo'lgan shimgichga o'xshash va yumaloqdan sezilarli darajada farq qiladi. Bu ko'rsatilgan morfologik xususiyatlar, shuningdek tajribali kukunlarning yuqori chastotasi sinterlangan namunalarning shakllanishi va siqilishining ajoyib ko'rsatkichlarini, mexanik xususiyatlarini aniqladi.
Morfologik tahlil aşındırıcı sifatida ishlatiladigan refrakter birikmalar kukunlari uchun juda muhimdir. Shunday qilib, titan karbid uchun o'z-o'zidan tarqaladigan yuqori haroratli sintez (SV) usuli jarayonning yuqori samaradorligi tufayli o'tkir burchakli yuzasi bo'lgan monolitik donalarni ishlab chiqarishni ta'minlaydi [19].
3-rasm. Temir kukunlarining bitmaplari PZH4( a. x 600), WPL 200 (b. x 920), NC. 100.24 (E. x 600) va atomizatsiya qilingan tajribali (G. x 970).
Aynan shu narsa CBS kukunlarini karbotermik sintez va eritish natijasida olingan kukunlarga nisbatan silliqlash va pardozlash ishlarida erkin abraziv moddalar sifatida muvaffaqiyatli ishlashiga yordam berdi. Biroq, bunday SHS kukunlari sinterlash orqali ixcham materiallarni olish uchun yaroqsiz bo'lib chiqdi; faqat ularni attritorda maydalash, bu esa sezilarli silliqlash va sirtning rivojlanishiga olib keladi, sinterlash paytida siqilishning kuchayishiga yordam berdi [20].
Adabiyotda kukunlarning nozikligini baholashda zarrachalar shaklini hisobga olishga urinishlar tasvirlangan [21]. Miqdoriy tahlil uchun rasmni o'zgartirishdan iborat bo'lgan matematik morfologiya usullari qo'llanila boshlandi, bu esa kukun zarralarining hajmi va shaklini avtomatik va yarim avtomatik usullar bilan aniqlash imkonini beradi [17, 22]. Matematik morfologiyadagi zarrachalar tasvirlari mos yozuvlar to'plamlari bilan mos keladigan (o'zgartiradigan) nuqta to'plamlari to'plami sifatida qaraladi. Matematik morfologiya usullari hali ham nisbatan kam tarqalgan.
Kristalli tuzilish va nuqson. Kukunlarni ishlab chiqarish uchun muvozanatsiz sharoitlar va ularning kichik o'lchamlari (ikkinchisi asosan UDP ga tegishli) kristalli tuzilishda xususiyatlar mavjudligini va chang ob'ektlarida nuqsonlarni keltirib chiqaradi. UDP uchun panjara davrining pasayishi kobalt, kadmiy, qalay va boshqa metallar va birikmalarning zarralari holatida diffraktsiya usullari bilan qayd etilgan [15]. Ushbu deformatsiya kapillyar kuchlarning natijasidir, bu UDP uchun juda muhim bo'lishi mumkin. Shunday qilib, D ≈ 0,01 mkm va sirt tarangligi ~ 2 N / m da kapillyar bosim (2 o / R) taxminan 1 GPa bo'lishi mumkin, bu ba'zi hisob-kitoblarga ko'ra, atomlararo masofaning nisbiy pasayishiga olib keladi ( a/a). ) ~ 10-3 ga, bu tajriba ma'lumotlariga mos keladi. Jadvalda. 5-rasmda titanium nitridi kukunlarining nozikligiga qarab struktura parametrlarining o'zgarishi ko'rsatilgan [23].
Barcha preparatlarning birlik hujayra davri mos yozuvlar namunasidan kamroq bo'lib chiqdi (a = 0,42408 nm); xususiy sirtning ortishi bilan davrning o'zgarishi chiziqli qonunga amal qiladi va D 0,01 mkm o'lchamdagi zarralar uchun panjara deformatsiyasining yuqoridagi bahosi tasdiqlanadi.
4-rasm. S maxsus sirt maydoniga silliqlash davomiyligining ta'siri, blok o'lchami L va ildiz o'rtacha kvadrat deformatsiyasi < e2 >1/2 104 nikel (a), volfram (b), sirkonyum karbid (c) va niobiy karbid (d) kukunlari [24]
Neytron diffraktsiyasini o'rganish ma'lumotlariga asoslanib, atomlarning panjaradagi ideal holatdan umumiy (ya'ni, statik va dinamik) ildiz-o'rtacha kvadrat siljishi taxmin qilingan. Titan va azot atomlari uchun o'rtacha hisoblangan bu qiymatlar ortib borishi bilan ortib boradi. dispersiya; Bundan tashqari, o'rtacha kvadratning ildiz o'zgarishiga eng katta hissa statik siljishlar tomonidan qo'shilganligi ma'lum bo'ldi, bu, ehtimol, kichik zarrachalardagi deformatsiyaning bir hil bo'lmaganligi bilan bog'liq. Kukunlarni maydalashda yuzaga keladigan deformatsiya nuqsonlari ko'plab ishlarda (masalan, [24-26]) o'rganish mavzusi bo'lgan. Shaklda. 4-rasmda benzol muhitida tebranish jarayonida blok o‘lchami, o‘rtacha kvadrat deformatsiya (panjara mikrodeformatsiyasi) va metall va karbid kukunlarining o‘ziga xos sirt maydonidagi o‘zgarishlar kinetikasi ko‘rsatilgan [24]. Ushbu ob'ektlarning nozik tuzilishidagi o'zgarishlarning xususiyatlari taxminan bir xil - blok o'lchamining chegaraviy qiymatlari va o'rtacha kvadrat deformatsiya deyarli bir xil (bir necha o'n soat davomida frezalashdan keyin dislokatsiyalar zichligi taxminan edi). 1011 sm-2). Shu bilan birga, nikel, volfram va karbidlarning tarqalish shakllari sezilarli darajada farqlanadi. Nikel kukunlari holatida uzoq muddatli silliqlash bilan, o'ziga xos sirt maydonida monotonik bo'lmagan o'zgarish kuzatiladi - bu, shubhasiz, zarrachalarning to'planishi tufayli kamayadi, ammo nozik tuzilish parametrlari o'zgarishsiz qoladi. Volfram va tsirkonyum karbid uchun o'ziga xos sirt maydonining o'sishi vaqt o'tishi bilan deyarli chiziqli qonunga amal qiladi, niobiy karbid uchun esa yuqori boshlang'ich dispersiya tezligi keyinchalik sezilarli darajada pasayadi. Shunday qilib, frezalash paytida nozik tuzilish va o'ziga xos sirt maydonidagi o'zgarishlarning kinetik egri chizig'ining tabiati yaqin yoki hatto bir-biriga mos kelishi mumkin (4-rasm, d - niobiy karbid), lekin sezilarli darajada farq qilishi ham mumkin (4-rasm, a, b, c - nikel, volfram, tsirkonyum karbid).
5-rasm. Qattiq qotishmalarni ishlab chiqarish uchun texnologik jarayonning turli bosqichlarida rentgen liniyalari kengligining o'zgarishi: c - past haroratli seriyalar; b - yuqori haroratli seriyalar; 1 - W0 3 boshlang'ich; 2 - W 0 3 kaltsiylangan; 3 - tiklanishdan keyin Vt; 4 - uglerod bilan aralashtirilgandan keyin Vt; 5 - karbidizatsiyadan keyin WC; 6 - maydalangandan keyin hojatxona; 7 WC skriningdan oldin kobalt bilan silliqlashdan keyin; B - yu, elakdan keyin; 9, presslangan namunalardagi WC fazasi; 10 - kobaltni olib tashlashdan oldin dastlabki sinterlashdan so'ng namunalardagi WC-bosqich; 11 - xuddi shunday, kobaltni olib tashlashdan keyin; 12 - kobaltni olib tashlashdan oldin oxirgi sinterlashdan keyin qotishmadagi WC-faza; 13 - xuddi shunday, kobaltni olib tashlangandan keyin.
Intensiv tebranish sharoitida sintez qilingan titan va vanadiy nitridlarida deformatsiya stacking nosozliklarining mavjudligi qayd etilgan [25]. Sof metallar bilan solishtirganda, oraliq fazalarda stacking yoriqlarining paydo bo'lish ehtimoli past bo'lib chiqdi va shunga mos ravishda stacking yoriqlarining energiyasi ancha yuqori edi: titanium nitridi uchun - 190, vanadiy nitridi uchun - 130 mDj/m2. Tebranish frezeleme paytida sintezning yuqori haroratiga (~1200°C) qaramay, nozik strukturaning xususiyatlari sezilarli plastik deformatsiyani ko'rsatdi, uning oqibatlari qayta kristallanish hodisalari bilan tekislanmagan (TiN va VN dagi dislokatsiya zichligi mos ravishda). 5-1010 va 0,5-1010).
Monografiyada qattiq qotishma ishlab chiqarish kukunlari (volfram, volfram, kobalt, volfram karbid, titan-volfram karbid oksidlari) nuqsonlari haqida batafsil ma'lumot mavjud [26]. Shaklda. 5-rasmda qattiq qotishmalarni ishlab chiqarish texnologiyasining x barcha oraliq bosqichlarida tanlangan kukunlar uchun bloklarning o'lchamlari va mikrobuzilishlar darajasini aks ettiruvchi rentgen liniyalarining integral kengligini o'rganish natijalari ko'rsatilgan. Past haroratli kukunlar (3-jadvalga qarang.) karbid ishlab chiqarishning odatiy rejimlariga muvofiq ishlab chiqarilgan, yuqori haroratli - yuqori pasayish va karbidlanish haroratida. 5-rasmdan shu kelib chiqadiki , silliqlashgacha yuqori haroratli kukunlar yanada rivojlangan kristalli tuzilish bilan ajralib turadi (rentgen reflekslarining kengligi ancha torroq - bloklarning kattaligi deyarli ikki baravar katta, kukunlari esa qo'polroq, 3-jadvalga qarang). Silliqlash nozik tuzilishning xususiyatlariga sezilarli ta'sir qiladi, ayniqsa yuqori haroratli kukunlar uchun - bloklar sezilarli darajada eziladi va mikro kesish kuchayadi. Keyingi sinterlash nozik tuzilishdagi barcha farqlarni deyarli yo'q qiladi, ammo past va yuqori haroratli kukunlardan olingan namunalarning mexanik va ekspluatatsion xususiyatlari sezilarli darajada farq qiladi. "Yuqori haroratli" volfram karbididan tayyorlangan VK6 va VK 20 tipidagi qotishmalar, garchi ular biroz pastroq quvvat ko'rsatkichlariga ega bo'lsa-da, yuqori sinish ko'rsatkichlari va maksimal deformatsiya bilan ajralib turardi, bu esa ushbu qotishmalardan foydalanish uchun asos yaratdi. po'lat mahsulotlarini ekish va toshlarni burg'ulash uchun samarali vosita (VK20KV, VK10KS va boshqalar). [27]. Volfram karbididagi chegara zonalarini batafsil mikrorentgenospektral tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, karbidlanish haroratining ko'tarilishi kobaltni karbid donalari chegaralari bo'ylab ajratishga yordam beradi [28]. Karbid kukunlarining donadorligi va nozik tuzilishini o'rganish qattiq qotishmalarning yangi markalarini yaratishda muhim bosqich bo'ldi.
Polimorfik transformatsiyalar bilan ba'zi metallarning kukunlarini maydalashning qiziqarli xususiyati silliqlash paytida faza tarkibidagi o'zgarishdir. Shunday qilib, kobalt kukunini 20 soat davomida maydalash yuzga yo'naltirilgan modifikatsiyaning olti burchakli modifikatsiyaga o'tishiga olib keladi va transformatsiya darajasi 80-90% dan oshadi [26].
Kukunlarning makro va mikroyapısının keng tarqalgan nuqsoni teshiklardir. Ularning mavjudligi kukunlarni olish uchun muvozanatsiz sharoitlar bilan bog'liq. Volfram, volfram va volfram karbid oksidlari kukunlarida rentgen nurlarining past burchakli tarqalishi usullari submikroporoziyani (teshik hajmi 3-25 nm) aniqladi [26]. Maydalangan kukunlarda, bir necha mikrometr yoki undan kattaroq teshiklar juda keng tarqalgan. Argonda gaz va markazdan qochma purkash yoʻli bilan olingan nikel qotishmalari kukunlaridagi gʻovaklikni oʻrganish natijalari [29] da bayon etilgan. Ko'rsatilgandek, g'ovakli zarrachalarning nisbati argonda eritmaning tutilishi ortishi bilan ortadi va qo'pol kukunlarda bu nisbat ancha katta; markazdan qochma atomizatsiyada zarrachalarning g'ovakliligi va argon tarkibi gaz atomizatsiyasiga qaraganda taxminan bir daraja pastroqdir. Teshiklarning paydo bo'lishi argonning erishi va maydalangan tomchilar bilan gazning tutilishi bilan bog'liq. Mikroskopik usul va past burchakli tarqalishni o'rganishdan tashqari (ikkinchisi faqat submikroporoziya uchun) intrapartikulyar g'ovaklilik haqida ma'lumot piknometrik zichlikni o'lchash orqali olinishi mumkin. Shuni yodda tutish kerakki, piknometrik zichlikning pasayishiga, g'ovaklikdan tashqari, oksidlar va kukun yuzasidagi bo'shliqlar va yoriqlarning piknometrik suyuqlik bilan to'liq to'ldirilmasligi ta'sir qilishi mumkin. So'nggi yillarda amorf materiallarga va shunga mos ravishda amorf kukunlarga qiziqish sezilarli darajada oshdi [6, 30, 31]. Strukturaning amorfizatsiyasiga turli usullar bilan erishish mumkin: gaz fazali cho'kma, yuqori tezlikda qotib qolish, mexanik silliqlash, elektroliz va boshqalar.6-rasmda qotishmaning suyuq oqimini argon bilan purkash natijasida olingan palladiy-kremniy-mis qotishmasi (Pd77.5 Si16.5 Cu6) kukunlaridagi amorf faza tarkibiga zarrachalar hajmining ta'siri ko'rsatilgan. Kukunlarning zarracha o'lchamlaridagi farq sovutish tezligiga ta'sir qiladi, faqat diametri <500 mkm bo'lgan zarrachalarda strukturaning to'liq amorfizatsiyasi kuzatiladi. Qotishmalar va birikmalar kukunlari uchun kristall tuzilishining nomukammalligi to'liq bo'lmagan gomogenizatsiya, uzoq va yaqin buyurtma, bir yoki bir nechta kichik panjaralarda strukturaviy bo'sh ish o'rinlari mavjud bo'lishi mumkin. Ushbu va boshqa nuqsonlarning mavjudligi ko'plab qabul qilish bosqichlari (karbidlar, nitridlar, gidridlar) va oksidlar uchun qayd etilgan [3, 33]. Amalga oshirishning stokiometrik bo'lmagan bosqichlarida, masalan, uzoq va yaqin buyurtma aniqlandi, bu ayniqsa V guruhidagi o'tish metallarining karbidlari va gidridlarida namoyon bo'ladi. Ti2C, Ti2N, Ti5N3 formulalari uchun Titan karbid va nitrid neytronostrukturaviy usullar yordamida aniqlangan metall bo'lmagan pastki panjarada tartibni aniqlaydi. NbC-TaC, ZrC-HfC, TiC-NbC, TiC-WC kabi karbid eritmalarining rentgen nurlarining diffuz tarqalishini o'rganish metall pastki panjarada qisqa buyurtma mavjudligini aniqladi va aksariyat hollarda, qisqa buyurtma parametrining belgisiga ko'ra, bu qattiq eritmalarda parchalanish tendentsiyasi mavjud edi va faqat TiC-WC uchun yaqin tartib kuzatildi. buyurtma berish. Oksid kukunlarida nuqsonlar atom (strukturaviy) va elektron bo'lishi mumkin, nuqsonlarning tabiati metall va metallga o'xshash kukunlarga qaraganda ancha xilma-xildir. Shunday qilib, A2+, B3+ va O2- ionlarini o'z ichiga olgan AB2 04 tipidagi shpinelda barqaror valentlik bilan o'nga yaqin s trukturaviy nuqsonlar mavjud [3].
6-rasm. Pd77.5 Si16.5 Cu6 qotishma strukturasining amorfizatsiya darajasining chastic hajmiga bog'liqligi [32, P. 97]
Amorflash darajasi
O'zgaruvchan valentli o'tish metallari ionlarini o'z ichiga olgan ferritlarda qarama-qarshi va bir xil nomdagi ionlar o'rtasidagi elektron almashinuv natijasida elektron tartibsizlikka sharoit yaratiladi. Ushbu nuqsonlarni o'rganish usullari har xil. Xususan, MgO deformatsiyasi va parchalanishidan kelib chiqadigan nuqsonlarni o'rganishda f-markazlardan signal intensivligini elektron paramagnit rezonans usuli bilan o'lchash samarali bo'ldi [34].
Shuni ham ta'kidlash kerakki, o'ta nozik zarralar o'zlarini bo'sh joylar va dislokatsiyalar kabi nuqta nuqsonlaridan ozod qilishga moyildirlar [4], ya'ni. nuqsonsizdir.
Issiqlik xususiyatlari. Dispers muhitning termal xususiyatlarining o'ziga xos xususiyati, bir tomondan, erkin sirt energiyasining ortiqcha bo'lishi va boshqa tomondan, sirt atomlari ta'siri ostida tebranish spektrining parchalanishi bilan bog'liq. Haddan tashqari erkin sirt energiyasining qiymati 6-jadvalga muvofiq baholanishi mumkin.
6-jadvaldan ko'rinib turibdiki, zichligi past bo'lgan materiallar uchun UDPga o'tish s va shunga mos ravishda ning sezilarli o'sishi bilan birga keladi, garchi alyuminiyning sirt energiyasi volframdan deyarli 3 baravar kam bo'lsa. hissasi natijasida turli fazalarning muvozanat sharoitlari o'zgarishi mumkin. Al-Si, Zr-C holat diagrammalarida kontsentratsiya va harorat koordinatalarining o'zgarishi holatlari monografiyada batafsil tahlil qilingan [15]. UPD uchun hissasini hisobga olgan holda ( = 5 nm), Al-Si holat diagrammasining nazariy tahlili shuni ko'rsatdiki, kremniy ultradispers komponent bo'lgan taqdirda evtektikaning harorati deyarli 100 °s ga pasayishi mumkin. 500 °C dan yuqori). Bu hisob-kitoblar oddiy yechimlarning eng oddiy yaqinlashuvida amalga oshirildi. Zr-C tizimi uchun qilingan hisob-kitoblar ham qiziq: uglerod zarrachalarining o'lchami ~ 20 nm bo'lsa, ZrC-C evtektikasi haroratining 700 ° C gacha pasayishi taxmin qilinadi Ushbu shaxslarning mutlaq qiymatlari aniqlashtirishni, shuningdek eksperimental tasdiqlashni talab qiladi, ammo o'z-o'zidan, o'z ichiga olgan tizimlarda fazaviy muvozanat haroratining mumkin bo'lgan o'zgarishi faktiltradispers qo'shimchalar, texnologik va aterialologik tajribalar natijalarini tahlil qilishda, shuningdek ish sharoitida hisobga olinishi kerak.
6-jadval. O'ziga xos sirt S, m2/g va ortiqcha erkinlik , J/g, alyuminiy, temir va volfram kukunlari sirt energiyasi.
D, mkm
|
Alyuminiy (γk=2.7g/sm3, σT 1 J/m2)
|
Temir (γk=7.87g/sm3, σT J/m2)
|
Volfram (γk=19.3 g/sm3, σT J/m2)
|
S
|
|
S
|
|
S
|
|
100
|
2.2-10-2
|
2.2-10-2
|
0.75-10-2
|
1.5-10-2
|
0.31-10-2
|
0.93-10-2
|
1
|
2.2
|
2.2
|
0.75
|
1.5
|
0.31
|
0.93
|
0.01
|
220
|
220
|
75
|
150
|
31
|
93
|
Mikroskopik darajada o'lchovli ta'sirning termal xususiyatlarga ta'siri (erish nuqtasi, xarakterli harorat, issiqlik sig'imi va boshqalar) tebranish spektrining o'zgarishi bilan bog'liq holda tasvirlanishi mumkin. [15] ma'lumotlariga ko'ra, taxminan 10 nm bo'lgan zarrachalar bilan upda atomlarning taxminan 30% zarrachalar yuzasida joylashgan bo'lib, bu hajm bilan taqqoslaganda kuchlar va massalarning taqsimlanishidagi simmetriyaning buzilishiga ta'sir qiladi. Bu, o'z navbatida, tuzilish parametrlarining o'zgarishi bilan namoyon bo'ladi (4-jadval), shuningdek tebranish spektrini, o'rtacha kvadrat amplituda va atom tebranishlarining tezligini o'zgartirishda. Nazariy va eksperimental ravishda UDP ning past haroratdagi issiqlik sig'imi massiv namunalarga qaraganda yuqori, erish nuqtasi va xarakterli harorat esa pastroq ekanligi ko'rsatilgan. Shunday qilib, 10-20 nm o'lchamdagi kumush zarralari uchun xarakterli haroratning pasayishi 25% gacha bo'lishi mumkin. Zarrachalar hajmining pasayishi bilan erish nuqtasining pasayishini kumush va mis uchun eksperimental ma'lumotlar bilan ko'rsatish mumkin (2-rasm). 7) [4]. Biroq, masalan, alyuminiy bo'lsa, o'ta nozik zarrachalarga o'tish erish haroratining oshishi bilan birga keladi, bu zarrachalar yuzasida oksid plyonkalarining shakllanishi bilan bog'liq bo'lib, ular bir tomondan, yuqori erish nuqtasi va boshqa tomondan, sirt tebranishlarining tabiatiga ta'sir qiladi.
7 -rasm. Kumush va mis zarralarining erish haroratining ularning diametriga bog'liqligi.
O'ta nozik zarrachalardagi faza tarkibi va ulardagi faza o'tish temperaturalari ham o'lcham omiliga bog'liq. Massiv va o'ta nozik namunaning erkin energiyalari orasidagi nisbat harorat va noziklikka qarab o'zgarishi mumkin [4, 15]:
1/V1 2/V2 , (8)
Bu yerda - massiv (indeks 1) va dispers (indeks 2) fazalarning erkin energiyasiga katta hissa.
Muvozanat sharoitlaridan faza o'tish haroratining o'lchov omiliga bog'liqligi ifodasini olish mumkin:
1/V1 - 2/V2), (9)
Bu erda - massiv namuna uchun fazali o'tish harorati; k-fazali o'tish issiqligi.
(8), (9) munosabatlariga asoslangan miqdoriy baholar kichik zarralar uchun sirt energiyasi tushunchasi o'zining qat'iy ma'nosini yo'qotishi bilan murakkablashadi. Shunga qaramay, (8) munosabatdan kelib chiqadiki, zarrachalar hajmi kamayganligi sababli, pastroq sirt energiyasiga ega bo'lgan fazalarni hosil qilish afzalroq bo'lishi kerak; ixchamroq qadoqlash bilan fazalarning shakllanishi ehtimoli ko'proq. O'ta nozik zarrachalarda fcc va hcp qadoqlangan fazalar bo'shashtirilgan bcc qadoqlangan vazalarga nisbatan ustunlik qiladi. Bu ommaviy holatda bcc panjaraga ega bo'lgan V va VI (Ta, Nb, Mo, W) guruhlari o'tish metallarining CPs tuzilishi bo'yicha tajriba ma'lumotlari misolida tasdiqlanadi. 5-10 nm o'lchamdagi zarralar uchun fcc va hcp tuzilmalari topildi [15].
Termal xususiyatlar va fazaviy holatlarda qayd etilgan anomaliyalar faqat UDP uchun xosdir, ularning termal xususiyatlarida odatdagi dispersiya kukunlari massiv jismlardan deyarli farq qilmaydi. Shu bilan birga, qoplama texnologiyasida tobora ko'proq qo'llaniladigan kompozitsion va qoplamali kukunlarga nisbatan, masalan, termal xususiyatlarni o'rganish alohida qiziqish uyg'otadi.
8-rasmda isitish paytida issiqlik ta'sirini o'rganish natijalari keltirilgan nikel ikkala konglomeratsiyalangan aralashmalar va qoplamali zarralar bo'lgan titan kukunlari [35]. Differentsial termal tahlil ma'lumotlari tarkibiga qarab ~ 950, ~ 1015 va ~ 1110 "C ga teng bo'lgan o'zaro ta'sirning boshlanish haroratini aniqlashga imkon berdi, bu taxminan ni-Ti tizimidagi evtektik haroratga to'g'ri keladi. Ekzotermik ta'sir o'tkazish uchun eng qulay bo'lgan formulalar 25-70% Ti ni o'z ichiga oladi. Qoplangan kukunlarda tarkibiy qismlarning o'zaro ta'siri konglomeratlarga qaraganda ancha oldinroq sodir bo'ladi, ammo ekzotermik o'zaro ta'sirning intensivligi, ehtimol ishlatilgan kukunlarning turli xil oksidlanishi va qaytarilish reaktsiyalaridan ekzotermik ta'sirlarning hissasi bilan bog'liq.
|
