Особенности структуры сплава FeCu1Si16B6 на нанометровом и морфологическом уровнях

Сентябрь 4, 2022

Главная
Химия
Особенности структуры сплава FeCu1Si16B6 на нанометровом и морфологическом уровнях

Содержание

2. Введение Аморфные сплавы на основе металлов группы железа (Fe, Ni, Co), полученные закалкой из расплава на
3. “Формирование среднего порядка в стеклах и дальнего в нанокристаллических сплавах с учетом характера связи и трансформации
4. Цели и задачи : Целью данной работы является изучение характера структуры и анизотропии сплава FeCu1Si16B6, полученного
5. Скорость охлаждения: V =106 К/с Зазор между соплом тигля и барабаном: 0,15 мм Давление газа в
6. Просвечивающий электронный микроскоп: FEI TITAN 300 Сканирующий элетронный микроскоп: Carl Zeiss Crossbeam 1540XB Область около контактной
7. Метод исследования: Спектральный фурье – анализ. Дифракционная картина Франтгофера (спектр Фурье) ИЧХ ( распределение спектральной энергии
8. а) б) в) Рентгенограмма спиннингованной ленты FeCu1Si16B6 картина электронной дифракции Электронно-микроскопическое изображение структуры аморфного сплава состава
9. ɛ130° = 1,8 а) б) Интегрально частотная характеристика Интегрально пространственная характеристика Направление анизотропии
10. Коротковолновый диапазон (λ1 → 0,2нм) ɛ130° = 2,04 Средневолновый (λ2→(0,4 нм – 0,7 нм)) ɛ130° =
11. Интегрально частотная характеристика Интегрально пространственная характеристика Электронно-микроскопическое изображение структуры аморфного сплава состава FeCu1Si16B6 с области, близкой
12. Средневолновый (λ2→(0,4 нм – 0,7 нм)) Длинноволновый (λ3→(0,97 нм – 2,27 нм)). Коротковолновый диапазон (λ1 →
13. Направление прокатки ɛ160° = 1,75 ɛ50° = 1 Направление прокатки Направление анизотропии ɛ160° = 1,75 ɛ50°
14. Коротковолновый диапазон (Λ1 →4мкм - 1,55 мкм) Средневолновый (Λ2→(10мкм – 4,7 мкм)) Длинноволновый (Λ3→(25,3мкм – 15,2
15. Коротковолновый диапазон (Λ1 →5мкм - 1,33 мкм) Средневолновый (Λ2→(8,44мкм – 6,91 мкм)) Длинноволновый (Λ3→(25,3 мкм –
16. Характеристики структурных и морфологических неоднородностей спиннингованной ленты FeCu1Si16В6
17. Средние значения длин волн неоднородностей нанометрового диапазона и морфоуровня Отношения значений длин волн неоднородностей нанометрового диапазона
18. Квантование ИЧХ Квантование ИЧХ Интегральные функции лебеговских мер для различных областей электронно-микроскопического изображения сплава FeCu1Si16B6 (красная
19. Дивергенция Кульбака, полученная от ИФМЛ (база – белый шум) Дивергенция Кульбака (база – ИФМЛ) ИФЛМ, рассчитанная
20. Интегральные функции лебеговских мер Дивергенция Кульбака для ИФМЛ ( база – белый шум) Интегральные функции лебеговских
21. Выводы: Спектральный анализ электронно-микроскопических изображений структуры и характера морфологии спиннингованной ленты FeCu1Si16В6 позволил выделить три диапазона
23. Скачать презентацию

Слайд 2

Введение
Аморфные сплавы на основе металлов группы железа (Fe, Ni, Co), полученные

закалкой из расплава на вращающийся с большой скоростью холодильник, обладают превосходными магнитными свойствами, низкими потерями на перемагничивание, высокой прочностью, что обеспечивает их применение в магнитных записывающих головках, трансформаторах и электронных устройствах. Спиннингованные ленты типа Finemet являются примером аморфно-нанокристаллического состояния, необычность которого состоит в том, что кристаллическая фаза обладает упорядоченной атомной структурой, атомная структура аморфной фазы лишена трансляционной симметрии, обладая лишь ярко выраженным топологическим и композиционным ближним порядком. Уникальные физико-механические свойства таких двухфазных систем сочетают особенности как нанокристаллических, так и аморфных материалов. Поэтому важными в этой связи являются вопросы характера и организации структуры таких сложных объектов.

Слайд 3

“Формирование среднего порядка в стеклах и дальнего в нанокристаллических сплавах с

учетом характера связи и трансформации ближнего порядка” В.А Полухин, Э.Д. Курбанов, Р.М Белякова, 2016г;
“Образование самоподобных пространственных структур в модуляционно – неустойчивых средах” В.М Куклин, “Электромагнитные явления”, Т. 4, № 1 (13), 2004г;

Спиральные структуры Бернала-Госсета, иллюстрирующие формирование
некристаллического ближнего порядка в расплавах, нано- и аморфных металлах:
а – спираль из тетраэдров Бернала, как частный случай;
б – объемная регулярно-
тетраэдрическая структура;
в – спиральная икосаэдрическая структура,
формируемая слегка искаженными икосаэдрами, 1, 2

Актуальность исследования

Z – кластеры , как разновидности искаженных икосаэдрических координаций (a)-(j), 11-вершинный универсальный тетраблок (j), 1

Слайд 4

Цели и задачи :
Целью данной работы является изучение характера структуры и

анизотропии сплава FeCu1Si16B6, полученного методом спиннингования. В связи с этим были поставлены следующие задачи:
отработать методику фурье-анализа с использованием программ QAVIS, KsaImage, GatanDigitalMicrograph;
провести спектральный анализ структуры быстрозакаленного сплава FeCu1Si16B6 в нанометровом диапазоне и на морфоуровне с использованием электронно-микроскопических изображений;
изучить характер неоднородностей структуры спиннингованной ленты FeCu1Si16B6 и анизотропию их распределения.

Слайд 5

Скорость охлаждения: V =106 К/с
Зазор между соплом тигля и барабаном: 0,15

мм
Давление газа в камере: 400 мбар
Давление в тигле: 600 мбар
Толщина ленты:20– 35 мкм

Аморфно – нанокристаллический сплав типа “Finemet” FeCu1Si16B6

Слайд 6

Просвечивающий электронный микроскоп:
FEI TITAN 300
Сканирующий элетронный микроскоп:
Carl Zeiss Crossbeam 1540XB
Область

около
контактной поверхности

Область около свободной поверхности

Контактная поверхность

Свободная поверхность

Слайд 7

Метод исследования: Спектральный фурье – анализ.
Дифракционная картина Франтгофера (спектр Фурье)
ИЧХ
(

распределение спектральной энергии в системе кольцевых зон)

ИПХ
(распределение спектральной энергии в системе угловых секторов)

50 колец

36 секторов

Слайд 8

а)
б)
в)
Рентгенограмма спиннингованной ленты FeCu1Si16B6
картина электронной дифракции
Электронно-микроскопическое изображение структуры аморфного сплава состава

FeCu1Si16B6 с области, близкой к контактной поверхности

Слайд 9

ɛ130° = 1,8
а)
б)
Интегрально частотная характеристика
Интегрально пространственная характеристика
Направление анизотропии

Слайд 10

Коротковолновый диапазон (λ1 → 0,2нм)
ɛ130° = 2,04
Средневолновый (λ2→(0,4 нм – 0,7

нм))

ɛ130° = 1,3
ɛ110° = 1,1
ɛ80° = 1,3

Длинноволновый (λ3→(1,36 нм – 2,27 нм)).

ɛ130° = 1,9
ɛ60° = 1,34

Детальный анализ электронно-микроскопическое изображение структуры аморфного сплава с области, близкой к контактной поверхности

Слайд 11

Интегрально частотная характеристика
Интегрально пространственная характеристика
Электронно-микроскопическое изображение структуры аморфного сплава

состава FeCu1Si16B6 с области, близкой к свободной поверхности

Слайд 12

Средневолновый (λ2→(0,4 нм – 0,7 нм))
Длинноволновый (λ3→(0,97 нм – 2,27 нм)).

Коротковолновый диапазон (λ1 → 0,2нм)

Детальный анализ электронно-микроскопическое изображение структуры аморфного сплава с области, близкой к свободной поверхности

Слайд 13

Направление прокатки
ɛ160° = 1,75
ɛ50° = 1
Направление прокатки
Направление анизотропии
ɛ160° = 1,75
ɛ50°

= 1

Спектральный анализ морфоструктуры поверхностей раздела спиннингованной ленты FeCu1Si16В6

Направление прокатки

Слайд 14

Коротковолновый диапазон (Λ1 →4мкм - 1,55 мкм)
Средневолновый (Λ2→(10мкм – 4,7 мкм))
Длинноволновый

(Λ3→(25,3мкм – 15,2 мкм)).

ɛ180° = 3
ɛ160° = 3
ɛ140° = 3

ɛ160° = 3,4
ɛ130° = 2,6

180°

160°

ɛ180° = 3,6
ɛ160° = 3,6

Детальный анализ электронно-микроскопическое изображение контактной поверхности аморфного сплава

Слайд 15

Коротковолновый диапазон (Λ1 →5мкм - 1,33 мкм)
Средневолновый (Λ2→(8,44мкм – 6,91 мкм))
Длинноволновый

(Λ3→(25,3 мкм – 10,86 мкм)).

ɛ130° = 2

ɛ10° = 3,3

Детальный анализ электронно-микроскопическое изображение свободной поверхности аморфного сплава

Слайд 16

Характеристики структурных и морфологических неоднородностей
спиннингованной ленты FeCu1Si16В6

Слайд 17

Средние значения длин волн неоднородностей нанометрового диапазона и морфоуровня
Отношения значений длин

волн неоднородностей нанометрового диапазона и морфоуровня

Слайд 18

Квантование ИЧХ
Квантование ИЧХ
Интегральные функции лебеговских мер для различных областей электронно-микроскопического изображения

сплава FeCu1Si16B6 (красная линия ИФМЛ белого шума)

Статистический анализ упорядочения структуры сплава FeCu1Si16В6 с области близкой к контактной поверхности с использованием мер Лебега

Слайд 19

Дивергенция Кульбака, полученная от ИФМЛ (база – белый шум)
Дивергенция Кульбака (база

– ИФМЛ)

ИФЛМ, рассчитанная по изочастотной характеристики электронно-микроскопического изображения

Слайд 20

Интегральные функции лебеговских мер
Дивергенция Кульбака для ИФМЛ ( база – белый

шум)

Интегральные функции лебеговских мер

Дивергенция Кульбака для ансамбля ИФМЛ

Статистический анализ упорядочения структуры сплава FeCu1Si16В6 с области близкой к свободной поверхности с использованием интегральных функций мер Лебега

Слайд 21

Выводы:
Спектральный анализ электронно-микроскопических изображений структуры и характера морфологии спиннингованной ленты FeCu1Si16В6

позволил выделить три диапазона размеров неоднородностей нано - и микрометрового: длинноволновый (λ3 = 0,2 нм; Λ3 = 2,8 мкм) средневолновый (λ2 = 0,6 нм; Λ2 = 7,5 мкм), коротковолновый (λ1 = 1,7 нм; Λ1 = 19,2 мкм). Таким образом, исследуемая структура является сложной, характеризуется широким спектром неоднородностей.
Анизотропия структуры в нанометровом диапазоне определяется коротковолновыми неоднородностями, λ1= 0,2 нм, которые обладают максимальным значением ɛ, как на контактной, так и на свободной поверхностях. Формирование структур мезоуровня и длинноволнового диапазона сопровождается уменьшением коэффициента анизотропии.
Показано: интегральная анизотропия морфоструктуры спиннингованной ленты определяется неоднородностями длинноволнового диапазона. Коротковолновые периодичности свободной поверхности характеризуются меньшим показателем анизотропии (ɛ =1) по сравнению с контактной поверхностью (ɛ=1,75). Переход к неоднородностям высоких размеров приводит к линейному росту коэффициента анизотропии. Формирование среднего и дальнего порядка неоднородностей свободной поверхности сопровождается резким возрастанием анизотропии в их распределении и по значению ɛ достигает значения коэффициента анизотропии контактной поверхности.
Сравнение спектральных характеристик локальных областей структуры быстрозакаленного сплава выявил разный уровень их упорядочения. Изменение характера анизотропии для обнаруженных диапазонов неоднородностей нано- и микроуровня отражено в инверсии коэффициента анизотропии ɛ. Получено: формирование среднего и дальнего порядка в аморфно-нанокристаллическом сплаве происходит по принципу самоподобных пространственных структур.

Особенности структуры сплава FeCu1Si16B6 на нанометровом и морфологическом уровнях

Содержание

ВведениеАморфные сплавы на основе металлов группы железа (Fe, Ni, Co), полученные

“Формирование среднего порядка в стеклах и дальнего в нанокристаллических сплавах с

Цели и задачи :Целью данной работы является изучение характера структуры и

Скорость охлаждения: V =106 К/сЗазор между соплом тигля и барабаном: 0,15

Просвечивающий электронный микроскоп: FEI TITAN 300Сканирующий элетронный микроскоп:Carl Zeiss Crossbeam 1540XBОбласть

Метод исследования: Спектральный фурье – анализ.Дифракционная картина Франтгофера (спектр Фурье)ИЧХ(

а)б)в)Рентгенограмма спиннингованной ленты FeCu1Si16B6картина электронной дифракцииЭлектронно-микроскопическое изображение структуры аморфного сплава состава

ɛ130° = 1,8а)б)Интегрально частотная характеристика Интегрально пространственная характеристика Направление анизотропии

Коротковолновый диапазон (λ1 → 0,2нм)ɛ130° = 2,04Средневолновый (λ2→(0,4 нм – 0,7

Интегрально частотная характеристика Интегрально пространственная характеристика Электронно-микроскопическое изображение структуры аморфного сплава

Средневолновый (λ2→(0,4 нм – 0,7 нм))Длинноволновый (λ3→(0,97 нм – 2,27 нм)).

Направление прокатки ɛ160° = 1,75ɛ50° = 1Направление прокаткиНаправление анизотропииɛ160° = 1,75ɛ50°

Коротковолновый диапазон (Λ1 →4мкм - 1,55 мкм)Средневолновый (Λ2→(10мкм – 4,7 мкм))Длинноволновый

Коротковолновый диапазон (Λ1 →5мкм - 1,33 мкм)Средневолновый (Λ2→(8,44мкм – 6,91 мкм))Длинноволновый

Характеристики структурных и морфологических неоднородностей спиннингованной ленты FeCu1Si16В6

Средние значения длин волн неоднородностей нанометрового диапазона и морфоуровняОтношения значений длин

Квантование ИЧХКвантование ИЧХИнтегральные функции лебеговских мер для различных областей электронно-микроскопического изображения

Дивергенция Кульбака, полученная от ИФМЛ (база – белый шум)Дивергенция Кульбака (база

Интегральные функции лебеговских мерДивергенция Кульбака для ИФМЛ ( база – белый

Выводы:Спектральный анализ электронно-микроскопических изображений структуры и характера морфологии спиннингованной ленты FeCu1Si16В6

Похожие презентации