Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Microstructure and physical properties of nanocrystalline Fe75B10Si10Cr5 alloy

Baran Dominika, Czyzewska Natalia, Dziuba Szymon, Przenajkowska Julia, Piesiak Mateusz, Hasiak Mariusz

Interdisciplinary Journal of Engineering Sciences

|

2019

|

Vol. 7, no. 1

17--22

EN

The main of this paper is to study the microstructure and physical properties of the Fe75B10Si10Cr5 in condition after being produced. The sample was prepared as cylindrical rod with a diameter of 3 mm. The rod was produced using the arc melting method with a suction casting option. It was found that produced alloy was nanocrystalline with average grains of about 15 nm. Due to the different cooling rates in the inner and outer part of the rod, variable sizes of dendrites in the material were observed. The presence of the dendrites was also confirmed on the surface by AFM investigations. The average roughness calculated for chosen profile of the examined area was 6 nm and average hardness of the material equals 844 HV. The mechanical properties were determined in respect to the Oliver-Pharr method. Young’s modulus of the Fe75B10Si10Cr5 calculated from load-displacement curve equals 128 GPa. Magnetic properties of the sample were measured by the vibrating sample magnetometer. The coercivity was equaled 2.184 kA/m, which is relatively low. It means that the Fe75B10Si10Cr5 alloy is magnetically soft.

2

Structure and properties of amorphous and nanocrystalline Fe78Si11-xB11Yx(x = 0 or 2) alloys produced in a single production step using controlled parameters melt-spinning method

Błoch K.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2015

|

Vol. 73, nr 1

5--12

EN

Purpose: The paper presents results of structural and magnetic properties of Fe78Si11B11 and Fe78Si9B11Y2 alloys in the form of ribbons. The effect of addition of yttrium on the structure and magnetic properties was investigated. Design/methodology/approach: The investigated samples were prepared in the form of ribbons using the melt-spinning method. The material structures were investigated using X-ray diffractometry, Mössbauer spectroscopy and scanning electron microscopy. The magnetic properties were studied using using vibrating magnetometer. Findings: Samples were fabricated using rapid cooling at a rotating copper wheel. Images of fractures of investigated samples obtained by decohesion using same magnifications are similar. The distinct vein like structure or the husk structure are not visible thought they are typical of amorphous and nanocrystalline materials with a high degree of internal stress. Mössbauer spectrum is typical as for amorphous materials that are ferromagnetic. It consists of six lines forming a Zemman's sextet. The hyperfine induction field distribution obtained for this sample shows clearly separated two components: low- and high-field. After the introduction of 2% at. Y to the alloy Fe78Si11B11 in place of Si partial crystallization occurred. The shape of the initial magnetization curves is similar and corresponds to materials with low effective anisotropy. Originality/value: The paper presents some researches of the Fe-based bulk amorphous alloys obtained by the melt-spinning method.

3

Comparison of results obtained using the injection method of preparation of solid amorphous alloys with and without suction

Klimas J., Łukaszewicz A., Szota M., Nabiałek M., Dobrzańska-Danikiewicz A.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2014

|

Vol. 67, nr 2

77--83

EN

Purpose: The study compares the structure and properties titanium alloy Ti-6Al-4V produced by injection method allowing the production of massive amorphous materials in two varies – with and without suction. Design/methodology/approach: Samples were produced form titanium alloy Ti-6Al-4V produced by injection method. Structures and properties were compared of the same alloy but with different conditions in production process – with and without suction. To achieve the objective perused the following tests were carried out: study of phase composition by X-ray diffraction, observation of microstructure by using optical microscope and SEM, study of surface geometry – roughness, abrasion resistance tests and microhardness tests. Results: Microstructural studies have allowed to observe that the titanium alloy Ti-6Al-4V produced by injection method in both varies – with and without suction during injection to copper mold, has structure partially crystalized – nanocrystalline. In structure occur the crystal nuclei and lack of arrangement and regularity. The study of microhardness showed 100 HV 0.1 units higher hardness value in the embodiment with suction in comparison to the variant without suction. Titanium alloy Ti-6Al-4V produced with suction has better abrasion resistance in comparison with same alloy without suction. Alloy produced with suction has lower development area. Originality/value: The paper presented studies of massive amorphous and nanocrystalline alloys produced by alternative method – injection casting in two variants – with and without suction. That kind of production allow produced alloys with same chemical composition as commercial but with far better properties.

4

The effect of al, cr, co and mo additions on the properties of nanocrystalline TiFe0.25Ni0.75-type hydrogen storage electrodes prepared by mechanical alloying

Jankowska E., Makowiecka M., Jurczyk M.

Polish Journal of Chemical Technology

|

2006

|

Vol. 8, nr 4

59-62

EN

In this paper, we present the effect of Al, Cr, Co and Mo additions on the structure and the electrochemical properties of the nanocrystalline TiFe0.25Ni0.75-type electrode materials. The mechanical alloying (MA) process was used to synthesize these materials. The XRD analysis showed that, firstly, after 25 h of milling, the starting mixture of the elements had transformed into an amorphous phase and, secondly, the annealing in high purity argon at 700°C for 0.5 h led to the formation of the CsCl - type structures with crystallite sizes of about 25 nm. The discharge capacity of the electrode prepared by the application of MA TiFe0.25Ni0.75 alloy powders was degraded strongly with cycling. This may be due to the easy formation of the oxide layer (TiO2) during the cycling. For example, it was found that the respective substitution of Fe by Cr improved the cycle life of the studied electrodes. In the nanocrystalline TiFe0.125Cr0.125Ni0.75 powder the discharge capacity 134 mAhg^-1 was measured on the 10th cycle (at 40 mA g^-1 discharge current). The studies show that the electrochemical properties of nanocrystalline MHx electrodes are a function of the chemical composition of the electrode materials used.

5

Nanokrystaliczne stopy typu TiFe otrzymywane metodą mechanicznej syntezy

Makowiecka M., Skoryna D., Jurczyk M.

Inżynieria Materiałowa

|

2004

|

R. XXV, nr 1

44-48

PL

Celem pracy było wytworzenie stopów typu TiFe metodą mechanicznej syntezy (MA). W miarę postępowania procesu MA zaobserwowano poszerzenie linii dyfrakcyjnych składników wyjściowych oraz zmniejszanie ich intensywności. Stopy amorficzne uzyskano po 20 godzinach procesu bezpośrednio z mieszaniny początkowej pierwiastków. Obróbka cieplna otrzymanych materiałów (700°C/0,5 h) powoduje ich krystalizację tworząc strukturę typu CsCl. Proces amorfizacji mieszaniny proszków badano także metodą różnicowej kalorymetrii skaningowej. Zaobserwowano przemianę fazową typu egzotermicznego w temperaturze około 650 °C dla mieszaniny TiFe. Oprócz badań rentgenowskich prowadzono również obserwacje mikroskopowe otrzymanych nanomateriałów. Podczas procesu mechanicznej syntezy powstają aglomeraty, które charakteryzują się licznymi pęknięciami i niejednorodnym rozrzutem wielkości cząstek. Średni rozmiar krystalitów wyznaczony z badań AFM wynosił ~25 nm. Przeprowadzone badania pozwalają stwierdzić, że metoda mechanicznej syntezy (MA) nadaje się do otrzymywania proszków stopów typu TiFe. Wykazano, że częściowe zastąpienie żelaza niklem powoduje wzrost pojemności wyładowania. Dla TiFe0.25Ni0.75 pojemność wyładowania w 3. cyklu wynosi 159 mAh/g. Materiał kompozytowy TiFe0.25Ni0.75/10% wag. C cechuje się najlepszą charakterystyką w pracy cyklicznej. Wyprodukowane nanokrystaliczne materiały mogą być zatem zastosowane jako materiał elektrodowy w nowoczesnych ogniwach typu NiMH(x).

EN

Mechanical alloying (MA) was employed to produce TiFe-type alloys (Figs. 1, 2). The originally sharp diffraction lines elemental powders gradually become broader and their intensity decreases with milling time. XRD analysis showed that: firstly, after 20 h of milling, the starting mixture of the dements had decompose into an amorphous phase and secondly, the annealing in high purity argon at 700 °C for 0,5 h led to formation of the CsCl - type structure (Fig. 3). The amorphisation process of TiFe was also studied by DSC (Fig. 4). After MA, the DSC curve stabilized exhibiting one exothermic effect at 650°C. According to SEM studies, during MA process, many small powder particles have a tendency to agglomerate, which shows cleavage fracture morphology and inhomogeneous size distribution (Fig. 5). According to AFM studies, the average crystallite size of the nanocrystalline TiFe powders was of the order of 25 nm (Fig. 6). In conclusion, mechanical alloying is a suitable procedure to obtain Ti-based electrode alloy powders. With increasing nickel content in TiFe(1-x)Ni(x) the materials shows an increase in discharge capacity which passes through a maximum for x = 0.75. On 3rd cycle the discharge capacity was 159 mAh/g (Fig. 7). The composite TiFe0.25Ni0.75 /10 % wag. C material has higher resistance to surface degradation during repeated charge - discharge. Nanocrystalline TiFe-type alloys produced by MA method can be applied as negative electrode materials for modern Ni-MH(x) batteries.

6

Nanocrystalline TiNi-type electrode materials for Ni-MH batteries

Makowiecka M., Skoryna D., Jurczyk M.

Inżynieria Materiałowa

|

2004

|

R. XXV, nr 3

221-223

EN

Nanocrystalline TiNi, TiNi0.75Fe0.25 and TiNi0.75Fe0.125M0.125 alloy powders (M= Mg, Mn, Zr) with a crystallite sizes of about 25 nm were produced by mechanical alloying (MA) process followed annealing in high purity argon atmosphere at 973 K for 0.5 h. These materials were used as negative electrodes for sealed Ni-MH batteries. The results show that the battery using the nanocrystalline TiNi0.75Fe0.25 and TiNi0.75Fe0.125M0.125 alloys have highest capacities. In order to improve the properties of the studied TiNi-based electrode materials, the ball-milling technique was applied to the TiNi0.75Fe0.25 alloy using the nickel and magnesium metals as a surface modifiers. In this alloy mechanical coating with nickel effectively reduced the degradation rate of the studied electrode materials.

PL

Nanokrystaliczne stopy typu TiNi, TiNi0.75Fe0.25 i TiNi0.75Fe0.125M0.125 (M= Mg, Mn, Zr) otrzymane metodą mechanicznej syntezy i obróbką cieplną w argonie (973 K/0,5 h) zastosowano jako materiał elektrod w ogniwach niklowo-wodorkowych (Ni-MH). Największe pojemności wyładowania uzyskano dla stopów TiNi0.75Fe0.25 i TiNi0.75Fe0.125M0.125. Wyprodukowano również materiały kompozytowe typu TiNi/M, gdzie M=10 wag. % Ni lub Mg. Stop TiNi0.75Fe0.25/Ni posiada najlepsze właściwości elektrochemiczne w pracy cyklicznej.

7

Nanocrystalline Mg-based alloys synthesized by mechanical alloying

Gąsiorowski A., Skoryna D., Smardz K., Jurczyk M.

Inżynieria Materiałowa

|

2004

|

R. XXV, nr 3

209-211

EN

The nanocrystalline Mg2-xMnxNi (x = 0, 0.25, 0.5) hydrogen storage alloys have been synthesized by mechanical alloying followed by annealing (723 K/0.5 h). The structure of these materials has been examined by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM). Thermodynamic and electrochemical properties have also been investigated. The hydrogen content of synthesized alloys is decreased compared to Mn-free Mg2Ni material. On the other hand, substituted nanocrystalline Mg-based alloys show substantially enhanced discharge capacity, at room temperature. Furthermore, the effect of the nickel and graphite coating on the structure of the alloys and the electrodes characteristics were investigated as well. In nanocrystalline Mg1.5Mn0.5Ni alloy mechanical coating with nickel effectively reduced the degradation rate of the studied electrode materials.

PL

Nanokrystaliczne stopy typu Mg2-xMnxNi (x = 0, 0.25, 0.5) otrzymano metodą mechanicznej syntezy oraz obróbką cieplną (723 K/0.5 h). Właściwości strukturalne stopów badano metodą rentgenowską (XRD), elektronową mikroskopią skaningową (SEM) i mikroskopią sił atomowych (AFM). Zbadano także właściwości termodynamiczne i elektrochemiczne. Zastąpienie części magnezu w stopach Mg2Ni przez mangan powoduje z jednej strony zmniejszenie zawartości wodoru, zaś z drugiej strony wzrost pojemności wyładowania w temperaturze pokojowej. Zbadano także wpływ niklu i grafitu na własności wyprodukowanych elektrod. Przykładowo, elektrody kompozytowe typu Mg1.5Mn0.5Ni/10 wag. % Ni charakteryzują się lepszą odpornością na degradację w środowisku 6M KOH w pracy cyklicznej.

8

Nanocrystalline LaNi5-type electrode materials

Nowak M.

Inżynieria Materiałowa

|

2004

|

R. XXV, nr 3

228-230

EN

Polycrystalline hydrogen storage alloys based on lanthanum (La) are commercially used as negative electrode materials for the nickel-metal hydride (Ni-MHx) batteries. In this paper, mechanical alloying (MA) was used to synthesize nanocrystalline LaNi5-based materials. XRD analysis showed that, after 30 h milling, the starting mixture of the elements was decomposed into an amorphous phase. Following the annealing in high purity argon at 973K for 0.5 h, XRD confirmed the formation of the CaCu5-type structures with a crystallite sizes of about 25 nm. The nanocrystalline materials were used as negative electrodes for a Ni-MHx battery. A partial substitution of Ni by Al or Mn in LaNi5-xMx alloy leads to an increase in discharge capacity. On the other hand, the alloying elements such as Al, Mn and Co greatly improved the cycle life of LaNi5 material. For example, in the nanocrystalline LaNi3.75Mn0.75Al0.25Co0.25 powder, discharge capacities of up to 258 mA h g^-1 (at 40 mA g^-1 discharge current) were measured. Finally, the effect of the nickel coating on the structure of some nanocrystalline LaNi5-type alloys and the electrodes characteristics were investigated.

PL

Polikrystaliczne stopy absorbujące wodór bazujące na lantanie (La) są używane jako materiał na ujemne elektrody w handlowych ogniwach niklowo-wodorkowych (Ni-MHx). W pracy wykorzystano mechaniczną syntezę (MA) do otrzymania nanokrystalicznych stopów typu LaNi5. Analiza XRD wykazała, że po 30 godzinach procesu otrzymano stop amorficzny bezpośrednio z mieszaniny początkowej pierwiastków. Obróbka cieplna stopu (973K/0.5 h) powoduje jego krystalizacje w strukturze typu CaCu5. Wielkość ziaren po obróbce cieplnej wyniosła około 25 nm. Z trzymanego materiału nanokrystalicznego wykonano elektrody ujemne w ogniwach Ni-MHx. Częściowe zastąpienie Ni przez Al albo Mn w stopie LaNi5-x prowadzi do wzrostu pojemności wyładowania. Z drugiej strony takie składniki jak Al, Mn, i Co znacznie poprawiają długość życia stopu w pracy cyklicznej. Pojemność wyładowania nanokrystalicznego stopu LaNi3.75Mn0.75Al0.25Co0.25 wyniosła 258 mA h g^-1 (przy prądzie wyładownia 40 mA g^-1). Zbadano wpływ niklu na właściwości elektrod oraz strukturę nanokrystalicznych stopów typu LaNi5 .

9

Mikrostruktura i właściwości magnetyczne amorficznych i nanokrystalicznych stopów Fe85,4Zr6,8-xMexB6,8Cu1 (x=0,1; Me=Nb, Mo, Nd).

Zbroszczyk J., Olszewski J., Ciurzyńska W., Fukunaga H., Hasiak M., Wysłocki B., Łukiewska A., Lelątko J.

Archiwum Nauki o Materiałach

|

2003

|

T. 24, nr 4

297-309

PL

W pracy przeprowadzono badania nanokrystalizacji oraz własności magnetycznych, takich jak podatność i jej dezakomodacja stopów: Fe85,4Zr6,8-xMexB6,8Cu1 (Me=Nb, Mo, Nd, x=0 lub 1). Stwierdzono, że w początkowym stadium krystalizacji stopów Fe85,4Zr6,8-xMexB6,8Cu1 (Me=Nb, Mo, Nd, x=0 lub 1) zawartość żelaza w osnowie amorficznej nie ulega zmianie, obserwuje się natomiast zmniejszenie koncentracji żelaza w fazie przejściowej, co spowodowane jest dyfuzją atomów boru i cyrkonu na zewnątrz obszarów, w których fomują się ziarna fazy krystalicznej. Pomimo tego, część atomów boru i cyrkonu pozostaje w fazie krystalicznej i dlatego koncentracja żelaza w fazie alfa-Fe zależy od warunków obróbki cieplnej i rośnie z temperaturą wygrzewania. Stopy Fe85,4Zr6,8-xMexB6,8Cu1 w stanie amorficznym charakteryzują się małą wartością podatności magnetycznej i dużym natężeniem dezakomodacji. Największą wartość początkowej podatności magnetycznej (8500 w temperaturze pokojowej) wykazuje typ nanokrystaliczny Fe85,4Zr5,8Nb1B6,8Cu1.

EN

In this paper, investigations of nanocrystallization and magnetic properties, i.e. the initial magnetic susceptibility and its disaccommodation of the Fe85,4Zr6,8-xMexB6,8Cu1 (Me=Nb, Mo, Nd, x=0 or 1) alloys were performed. It has been stated that in the early stages of crystallization of the Fe85,4Zr6,8-xMexB6,8Cu1 (Me=Nb, Mo, Nd, x=0 or 1) the iron concentration in the amorphous matrix is the same as in the as-quenched state. However, the decrease of iron concentration in the interfacial zone is observed, which is connected with diffusion of B and Zr atoms out of regions where grains are created. In spite of it, part of these atoms remains in alpha-Fe phase. Therefore, the iron concentration in alpha-Fe phase depends on heat treatment conditions and increases with annealing temperature. The Fe85,4Zr6,8-xMexB6,8Cu1 (Me=Nb, Mo, Nd, x=0 or 1) alloys in the amorphous state exhibit the low initial magnetic susceptibility and high intensity of disaccomodation. After partial crystallization of those alloys the largest initial magnetic susceptibility (8500 at room temperature) was found for the nanocrystalline Fe85,4Zr5,8Nb1B6,8Cu1 alloy.

10

Struktura warstw żaroodpornych MeCrAlY+AlSi otrzymywanych metodą Arc-PVD na monokrystalicznym stopie CMSX-4.

Swadźba L., Hetmańczyk M., Mendala B., Saunders S.R.J.

Inżynieria Materiałowa

|

2002

|

R. XXIII, nr 5

390-394

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań nad otrzymywaniem warstw żaroodpornych na żarowytrzymałym stopie niklu metodą Arc-PVD z wykorzystaniem reakcji prowadzących do utworzenia faz międzymetalicznych Ni-Al. Po obróbce cieplnej w temperaturze 1050 stopni Celsjusza w próżni otrzymano warstwy żaroodporne 21% at. Al. i 50 mikrometrów grubości. W następnym etapie osadzano warstwy typu MeCrAlY o zróżnicowanym składzie chemicznym. Pokrycia MeCrAlY otrzymywano z dwóch targetów. Wykazano dobrą zgodność składu chemicznego targetów i pokryć, oraz ich równomierne rozmieszczenie. Następnie powierzchnię pokrywano aluminium metodą Arc-PVD po czym zmieniano parametry procesu tak aby doprowadzić do syntezy pomiędzy NiCoCrAlY i Al z utworzeniem pokrycia którego osnowę stanowiła faza NiAl z wysoką zawartością Co, CrNi oraz Y. Końcowa obróbka cieplna przeprowadzona w temperaturze 1323 stopni Celsjusza w atmosferze ochronnej doprowadziła do ostatecznego uformowania struktury pokrycia. Wykazano możliwość otrzymywania międzymetalicznej warstwy beta-NiAl modyfikowanej innymi pierwiastkami zwłaszcza chromem i itrem. Pokrycia otrzymywano na monokrystalicznym stopie CMSX-4.

EN

Investigations of depositing high temperature resistant coatings on the Ni base superalloys by the Arc-PVD method using exothermic reaction processes between Ni and NiAl intermetallic formation are presented in the article. By the diffusion heating at 1050 degrees centigrade in vacuum, NiAl diffusion coating containing 21% at. Al and 50 micrometers thick were obtained. In the next stage coatings with more complex chemical composition - MeCrAlY were formed. The MeCrAlY coatings were made from two targets. Good correlation between the chemical composition of the targets and a uniform distribution of elements in the coatings was shown. Then the surface was also covered with aluminium by the Arc-PVD method. In the vacuum chamber of the equipment a synthesis reaction between NiCoCrAlY and Al with the formation of NiAl intermetallics of high Co, Cr, Y content was initiated. The final heat treatment of coatings was conducted in vacuum at 1323K. Strong segregation of yttrium into the oxide scale in the specimens heated in the air was shown. It was possible to form NiAl and intermetallics phase coatings modified by Co, Cr and Y by the Arc-PVD method. The coatings were formed on single crystal CMSX-4. The structure, morphology and phase composition of coatings was carried out.

11

Nanocrystalline alloy hydrides formed by mechanical alloying.

Jurczyk M., Nowak M., Jankowska E., Gąsiorowski A.

Inżynieria Materiałowa

|

2001

|

R. XXII, nr 4

416-418

EN

This article presents the work carried out on nanocrystalline Mg2Ni, LaNi5, ZrV2 and TiFe phases, which were prepared by mechanical alloying (MA) and then annealing. XRD analysis showed that, after -40 h milling the studied alloys have decomposed into amorphous phases. Following annealing in high purity argon, XRD confirmed the formation of ordered materials. These alloys were used as active materials for the negative electrodes of an alkaline, rechargeable nickel-metal hydride (Ni-NHx) batteries. The electrochemical results show the substantial difference between the nanocrystalline and the amorphous powders. For example, in the nanocrystalline TiFe0.5Ni0.5 powders discharging capacities up to 125 mA h g to the -1 (at 40 mA g to the -1discharge current) have been measured. MA process has recently emerged as a novel technique for producing nanostructured alloy powders with interesting electrochemical properties.

12

Comparative studies of surface composition in polycrystalline and nanocrystalline LaNi4.2Al0.8 alloys.

Smardz L., Jurczyk M., Smardz K., Nowak M.

Inżynieria Materiałowa

|

2001

|

R. XXII, nr 5

854-856

EN

The surface chemical compositions of nanocrystalline LaNi4.2Al0.8 alloys was studied by Auger electron spectroscopy and compared to that of a polycrystalline sample. Results showed that the surface segregation of La atoms in the mechanically alloyed nanocrystalline LaNi4.2Al0.8 alloy is stronger compared to that of polycrystalline powders from arc-melted ingots. On the other hand, the level of oxygen impurities trapped in the mechanically alloyed powder during the processing is practically the same as in the arc-melted ingots. Small amounts of Fe impurities, which strongly segregate to the surface, could be responsible for the observed a little lower hydrogen storage capacity of the MA nanocrystalline LaNi4.2Al0.8 alloy compared to that of polycrystalline samples.

13

Nanokrystaliczne stopy typu AB5 odwracalnie absorbujące wodór, otrzymywane metodą mechanicznej syntezy

Rajewski W., Jurczyk M.

Inżynieria Materiałowa

|

2000

|

R. XXI, nr 4

145-148

PL

Celem pracy było wytworzenie stopów typu AB5, metodą mechanicznej syntezy. W miarę postepowania procesu MA, kolejne dyfraktogramy przedstawiają poszerzenie linii dyfrakcyjnych składników wyjściowych oraz zmniejszenie ich intensywności. Stopy amorficzne Mm-Ni uzyskano odpowiednio po 40 godzinach procesu bezpośrednio z mieszaniny początkowej pierwiastków. Obróbka cieplna otrzymanych materiałów (800 stopni Celsjusza, 1 godz.) powoduje ich krystalizację, tworząc strukturę typu CaCu5 (heksagonalną). Badania wykazały, że obróbka krystalizująca powoduje wzrost ziarna otrzymanego stopu. Proces amorfizacji mieszanin proszków z grupy AB5 badano także metodą różnicowej kalorymetrii skaningowej. Zaobserwowano przemiany fazowe typu egzotermicznego w 325 stopniach Celsjusza dla mieszaniny Mm-Ni. Oprócz badań rentgenowskich próbek prowadzono obserwacje mikroskopowe materiałów za pomocą mikroskopu skaningowego. Podczas procesu mechanicznej syntezy powstają aglomeraty, które charakteryzują się licznymi pęknięciami i niejednorodnym rozrzutem wielkości ziarn.

EN

The aim of this work is to produce AB5-type alloys by mechanical alloying process (MA). According to XRD analysis, the originally sharp diffraction lines of elemental powered metals gradually become broader and their intensity decreases with milling time. The powders mixture Mm-Ni milled for more than 40 h, respectively, have transformed absolutely to the amorphous phases. Annealing of these materials (800 degrees centigrade for 1 h) resulted in the formation of CaCu2-type (hexagonal) structures. The annealing results in grain growth of so produced powders. The amorphization process of studied powder mixtures was also examined using DSC measurements, where the exothermic effects at 325 degrees centigrade were observed respectively. In this work, the morphology of the produced materials was studied by the scanning electron microscopy technique. During the mechanical alloying process the small alloy powders have a tendency to agglomerate and the samples show cleavage fracture morphology as well as inhomogeneous size distribution.

14

Evolution of microstructure and interaction effects in nanocrystalline Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9 alloy

Olszewski J.

Archiwum Nauki o Materiałach

|

1999

|

T. 20, nr 4

197-205

EN

Amorphous Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9 alloy was annealed at 773 K and 823 K for different periods of time in order to obtain nanocrystalline structures with a varied amount of the crystalline phase. It was found that the long range order occurs in alpha-FeSi phase (DO3 type structure) of the samples annealed at 823 K for 1h and 3h whereas the short range order occurs in this phase for the samples annealed at 773 K for 1, 3, 4, 5 and 60 min and at 823 K for 5 s. The transition from the long to short range order was observed after the accumulative annealing of samples at 823 K for 9h. This may be due to the redistribution of Si atoms in alpha-FeSi phase resulting from the vacancy diffusion. Also observed was an increase of the half linewidth (hlw) in Zeeman sextets, corresponding to the crystalline alpha-FeSi phase of the samples with very fine grains (about 12 nm), caused by the interface effect. Furthermore, the alpha-FeSi grains may be treated as non-interacting particles above the Curie temperature of the amorphous matrix provided the volume fraction of the crystalline alpha-FeSi phase Vcr<14%. The iron content in the crystalline alpha-FeSi phase increases with the time of annealing.

PL

Amorficzny stop o składzie Fe73,5Cu1Nb3Si13,5B9 był wygrzewany w temperaturach 773 K i 823 K w różnych czasach w celu uzyskania struktury nanokrystalicznej o różnej zawartości fazy krystalicznej. Wykazano, że w stopie wygrzewanym w temperaturze 823 K przez 1 i 3 godz. ziarna fazy alfa-FeSi wykazują uporządkowanie dalekiego zasięgu typu D03. Natomiast w stopie wygrzewanym w temperaturze 773 K przez 1, 3, 4, 5 i 60 min w ziarnach fazy alfa-FeSi stwierdzono występowanie uporządkowania bliskiego zasięgu. Ponadto, w stopie wygrzewanym przez 9 godz. w temperaturze 823 K, w ziarnach fazy alfa-FeSi obserwuje się przejście od uporządkowania dalekiego zasięgu do uporządkowania bliskiego zasięgu. To zjawisko może być związane z redystrybucją atomów krzemu w fazie alfa-FeSi w wyniku dyfuzji wakansów. Dla próbek stopu z bardzo drobnymi ziarnami fazy alfa-FeSi (o średnicy około 12 nm) stwierdzono poszerzenie linii sekstetów zeemanowskich odpowiadających tej fazie w wyniku oddziaływań na granicy faz. Wykazano, iż ziarna fazy alfa-FeSi powyżej temperatury Curie matrycy amorficznej można traktować jako nie oddziaływujące cząstki, jeżeli względna objętość tej fazy nie przekracza 14%. Stwierdzono, że zawartość żelaza w fazie alfa-FeSi wzrasta wraz z wydłużaniem czasu wygrzewania.