ИСТИНА

С целью разработки количественных критериев аморфизации металлических расплавов, позволяющих прогнозировать экстремальное влияние малых концентраций легирующих элементов на стеклообразующую способность и составы аморфных сплавов, было проведено детальное теоретическое и экспериментальное исследование композиций Cu-Zr-Al, Zr-Ni-Si и Fe-B-Er в жидком, кристаллическом и аморфном состояниях. Аморфные сплавы получали методом спиннингования расплава на медный закалочный диск в атмосфере аргона, обеспечивающим различную скорость охлаждения. Их термическая стабильность исследована методом ДСК, определена твердость, механические свойства. Необходимые сведения о термодинамических свойствах жидких и кристаллических фаз определяли с помощью современных расчетных методов химической термодинамики. Теоретический подход к представлению термодинамических свойств исследуемых расплавов как функций температуры и состава базировался на современной концепции ассоциированных растворов. Разработанное модельное описание позволило выделить вклады в термодинамические функции жидкого и аморфного состояний, обусловленные разными типами химической связи, и впервые провести экстраполяцию термодинамических свойств расплавов к условиям глубокого переохлаждения вплоть до температур стеклования. Произведен расчет ключевых характеристик расплава, определяющих его стеклообразующую способность: энтропии плавления, разности между теплоемкостями жидкости и кристаллов, избыточных функций энтропии и теплоемкости. Установлена количественная связь между термодинамическими функциями процессов ассоциации, характеристиками химического ближнего порядка и параметрами, определяющими склонность жидких металлических сплавов к превращению в аморфное состояние. Это, впервые, позволило адекватно трактовать экстремальное влияние малых добавок алюминия, кремния и эрбия на стеклообразующую способность расплавов Cu-Zr-Al, Zr-Ni-Si и Fe-B-Er, соответственно, и подтвердило перспективность разработки количественного подхода к прогнозированию составов массивных аморфных сплавов на базе анализа природы химической связи компонентов, характеристик реакций ассоциации.