аморфные металлы

АМОРФНЫЕ МЕТАЛЛЫ - твёрдые некристаллич. металлы и их сплавы. Экспериментально аморфность металлич. (и неметаллич.) веществ устанавливается по отсутствию характерных для кристаллов дифракц. максимумов на рентгено-, нейтроно- и электронограммах образцов. Осн. методы получения А. м.: 1) быстрое охлаждение (со скоростями q/10⁵-10⁶ К/с) жидкого расплава; получающиеся аморфные сплавы наз. металлическими стёклами$ 2) конденсация паров или напыление атомов на холодную подложку с образованием тонких плёнок А. м.; 3) алектрохим. осаждение; 4) облучение кристаллич. металлов интенсивными потоками ионов или нейтронов.

А. м.- метастабильные системы, термодинамически неустойчивые относительно процесса кристаллизации; их существование обусловлено только замедленностью кинетич. процессов при низких темп-pax. Стабилизации А. м. способствует наличие т. н. аморфизирующих примесей. Так, аморфные плёнки из чистых металлов значительно менее стабильны, чем плёнки из сплавов, а для получения металлич. стёкол из чистых металлов требуются очень большие скорости охлаждения (~10¹⁰ К/с).

Наибольший интерес представляют металлические стёкла, впервые полученные в 1960. Основные классы металлических стёкол: системы M_1-xY_x, где М - переходный или благородный металл, Y - аморфизи-рующий неметалл, [например, Pd-Si, Fe-В, (Fe, Ni)-(P, С)] и сплавы переходных металлов (Тi- Ni, Zr-Сu) или других металлов (La-Ni, Ga-Al, Mg-Zn) в нек-рых интервалах составов [1-3]. Мн.. металлич. стёкла обладают уникальными механич., магн. и хим. свойствами. Пределы текучести и прочности для ряда металлич. стёкол очень высоки и близки к т. н. теоретич. пределам. В то же время металлич. стёкла обладают высокой пластичностью, что резко отличает их от диэлектрич. и полупроводниковых стёкол. Мн. металлич. стёкла при высокой механич. прочности характеризуются большой нач. магн. восприимчивостью, малыми значениями коэрцитивных сил (до неск. МЭ) и практически полным отсутствием магн. гистерезиса. Коррозионная стойкость нек-рых металлич. стёкол на неск. порядков выше, чем у лучших нержавеющих сталей. Среди др. уникальных особенностей металлич. стёкол - слабое поглощение звука, каталитич. свойства [1, 2, 4].

Осн. особенности металлич. стёкол, по-видимому, связаны с их высокой микроскопич. однородностью, т. е. отсутствием дефектов структуры типа межзёренных границ, дислокаций и т. п. Детальная теория, объясняющая свойства и явления в металлич. стёклах, не развита.

Термостабильность металлич. стёкол характеризуют т. н. темп-рой кристаллизации Т_крист (при к-рой отжиг в течение 1 ч приводит практически к полной кристаллизации образца). Т_крист варьируется в пределах 300-1000 К (для наиболее распространённых стёкол 600-800 К). Металлические стёкла практически стабильны при - 200 К. Времена кристаллизации при этом оцениваются в сотни лет. Разработан ряд способов произ-ва металлич. стёкол, в частности литьё струи расплавленного металла на быстровращающуюся холодную подложку. При этом в 1 мин производится до 1-2 км ленты толщиной 20- 100 мкм, шириной 2-100 мм; длина такой ленты практически неограниченна [1, 2, 4].

Аморфные металлич. плёнки, полученные осаждением металла из парообразного состояния на холодную подложку, обычно менее термостабильны, чем металлич. стёкла, и кристаллизуются при К. Исключение составляют т.н. аморфообразующие сплавы, получаемые послойным напылением отд. компонент (в виде монослоёв). По термостабильности они близки к металлич. стёклам. С ростом толщины стабильность плёнок обычно падает. Наиб. изучены их электрич. и сверхпроводящие свойства [5]. Темп-ра сверхпроводящих переходов в А. м. может быть как выше, так и ниже, чем в кристаллич. веществах того же состава. Коррозионная стойкость аморфных плёнок обычно выше, чем кристаллов. Но в целом их физ. свойства изучены слабо. Ещё в большей степени это относится к А. м., полученным электрохим. осаждением или радиац. воздействием на кристаллы.

Лит.: 1) Металлические стекла, пер. с англ., М., 1983; 2) Сhеn H. S., Glassy metals, "Repts Progr. Phys.", 1980, v. 43, p. 353; 3) Giessen B. C., Whang S., Formation and characterization of amorphous metals, "J. Phys. Colloque С-8", 1980, v. 41, p. 85; 4) Gilman J. J., Overview of the technology and significance of metallic glasses, там же, р. 811; 5) Комник Ю. Ф., Физика металлических пленок, М., 1979. В. Г. Вакс.

   <<      Предметный указатель      >>