Введение к работе
Актуальность темы.
Исследование локальной структуры, электронных и динамических споЗстп неупорядоченных систем представляется одной из вавшиших задач современной физики металлов.
Неупорядоченные спстеиы (НС), находящиеся в нэтастабальком состоянии, обладает- в рядэ случаев сочетанием хороших кэханнческих, кагнитных и др. свойств а поэтому пспользозанЕЭ этих каторяалоз в различных областях соврекэнвоа тохшаш является пэрспектпкзыи. Крокэ того, исследования НС представляет большой научннй штгорэс, связанный с гаявлэпгга заковокарностоа структурных превращения в аномального проявления рядэ физических свойств этих систем.
Исследования, проводящиеся катодом ядэршго пзош-реговаяса, позволяет получать в одной эксперименте уникальную информацию по локальному окрусенио в электронному cocTonnsa юссбаузровскнх атоиов, а такгэ по распрэдэлэиияа внутрафзсталлических волай в динамике решетки.
I. В неупорядоченных сплавах 11^1 , как и в других закаленных сплавах титана с переходвыш металлам 7-VIII груш таблицы Ійнделеева, структурное * -* (п+ы) превращение ( пра х в 0.05) сопровождается особенностями резких концентрацпонных изменений электронных и решеточных свойств II). Недавно в разупорядоченных сплавах переходных металлов на основе титана бол обнаружен новый электронный фазовый переход и было установлено существование двух критических концентраций в сплавах титан-гвлеэо CJ_ а 0.05 и C^L а 0.07 для структурного и електронного фазовых переходов, соответственно [2].
Известные по научным публикациям результаты мессбауэровских
исследований структуры закаленных сплавов Ti-Fe недостаточно
то полни и противоречивы, некорне данные этих работ не
коррелируют с обнаруженными аномалиями, на согласуются с
равновесными и метастабильными фазовыми диаграммами.
-
Информация по структуре и спиновой ориентации в аморфных ферромагнетиках, представляющих новый класс неупорядоченных систем, необходима не только в связи с практическим использованием этих сплавов, но и нужна для понимания условий устойчивости и объяснения магнитных свойств аморфных сплавов. Особый интерес вызвало обнаружение в ряде мэссбауэровских исследований аморфных ферромагнетиков Ге-В после низкотемпературного отжига (существенно ниже температуры кристаллизации ) появления перпендикулярной поверхности ленты спиновой ориентации [3].
-
В настоящее время при изучении НС и релаксационных процессов в них методом ядерного гамма-резонанса актуальной является постановка экспериментов в геометрии рассеяния. В этой связи важным представляется определение влияния условий эксперимента на частотные и временные характеристики рассеянного излучения.
Цели и задачи работы заключаются в исследовании неупорядоченных систем методами мессбауэровской спектроскопии:
1. Исследование локального структурного окружения и
электронного состояния атомов железа в неравновесных сплавах
Tii-xJex * 0-0005 х і 0.2 ), закаленных из расплава и после
изотермического отжига в широком диапазоне температур ( 250 sis
ИБО *С ).
2. Исследование поведения спиновой ориентации в аморфных
ферромагнетиках Ге31В1Э и FesCos7Ni10Si11Bi7 в условиях упругих
деформаций сплава.
3. Проведение исследования рассеяния мессбауэровского
излучения ( резонансного и рэлеевского ) в области резонанса.
Научная новизна.
I. в проведенных детальных мвесбауэровскйх исследованиях
неупорядоченных сплавов 11^^7 < 0.0005 s х s 0.2 ):
а.) получены температурные зависимости растворимости железа в
а-фазе ( 0^^'= 0.00045 ) и определено максимальное содержание
гелеза в мартенситной_«' -фазе титана - 0^"= 0.0003.
а.) идентифицирована в мессбауэровских спектрах атермичоская
ш-фаза, определена концентрационная зависимость фазовой структуры
локального окружения атомов железа и обнаружена его корреляция с
концентрационными аномалиями электронных и решеточных свойств
этих сплавов.
в.) обнаружено появление атермнческой ш-фазы в образцах с
концентрациями ниже критических 0.02 s х s 0.05 при закалке из
узкой области температур 750 sis 820 "С.
2. При изучении спиновой ориентация в аморфных
ферромагнетиках в условиях одноосного растяжения было обнаружено,
что направление сверхтонкого поля на ядре флуктуирует в
зависимости от предыстории нагружэния образца в аморфных сплавах
Fe81Bie. В этих аэ образцах . обнаружены длительные релаксации
средней спиновой ориентации.
3. В исследованиях рассеяния мзссбауэровского излучения в
области резонанса:
- обнаружен большой разброс фронтов нарастания импульсов газового пропорционального счетчика, использованная схема режекции импульсов детектора позволила улучшить соотношение эффект-фон в й 8 раз.
проведены эксперименты с энергетическим анализом рассеянного излучения, показано, что частотныо и временные спектры рассеянного излучения обладаит высокой чувствительностью к форме линии источника, и найдено, что частотныо спектры удовлетворительно описывавтся при задании линии источника в виде контура Фойгта.
Практическая ценность работы.
I. Установленная в результате проведанных мессбауэровских
исследований неупорядоченных титан-железных сплавов эволюция фазовой структуры позволяет определить соответствие локального окружения железа концентрационный аномалиям физических свойств втих ставов. Полученные температурные зависимости растворимости железа в а-фазе и определенные значения содержания железа в ыартенситвой а- -фазе титана позволят уточнить фазовые диаграммы этой системы сплавов, а также могут служить реперними значениями для мвогокомповетных твердых растворов.
2. Результаты исследований спиновой ориентации в аморфных
ферромагнетиках позволяют выявить магнитную текстуру и свойства
аморфных плевок.
3. Разработанная схема редакции .импульсов по Фронту
нарастания импульсов газового пропорционального счетчика,
позволившая существенно улучшить соотеоззенє эффэкт-фэн (и в раз)
в исследованиях рассеянного мессбаузровского излучения, может
оказаться необходимой не только при изучении тонких деталей
мессбауэровских спектров рассеяния, но и в других
экспериментальных условиях, когда необходимо проводить
дискриминант) по форме импульса.
Полученные в исследованиях рассеяния мессбаузровского излучения в области резонанса результаты (высокая чувствительность к форме линии источника во временных и частотных спектрах рассеянного излучения) должны учитываться в экспериментах такого рода.
Основные положения, выносимые на защиту. I. Проведение мессбауаровских исследованиях неупорядоченных сплавов Иг.gleg ( 0.0005 s х і 0.2 ) закаленных из расплава и после изотермического отжига в широком диапазоне температур ( 250 .sis ИБО *С ):
а.) определение температурной зависимости растворимости железа в а-фазе (С*2*0'» 0.00045) и максимального содержания железа в мартенситной а*-фазе титана - C^F,C'» 0.0003,
б.) идентификация атврмической о*-фазы и определение концентрационных изменений фазовой структуры локального окруаэния атомов железа,
в.) обнаружение п^?пзя8ния атврмической о-фазы в области концентраций ниже критических 0.02 з х s 0.05 при закалке из узкой области температур 750 sis 820 "С.
-
Проведение изучения средней спиновой ориентации в аморфных ферромагнетиках при одноосном растяжении» обнаружение флуктуационных изменений и длительных релаксаций среднего направления сверхтонкого поля на ядре хелеза в а\)орфных сплавах Га^В^д в свободной состоянии в зависимости от предыстории нагругэния.
-
Исследование энергетической зависимости рассеянного мессбаузровского излучения в области резонанса; показано, что временные и частотные спектры рассеянного излучения обладает высокой чувствительносты) к форыэ линии источника, и найдено, что ывссбаузровскиэ спектры при энергетическом анализе рассеянного излучения удовлетворительно описываются при задании линии источника в виде контура Фойгта.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на ежегодных конференциях ООЯФ ИАЭ, международной конференции по сверхтонкому взаимодействию Шрага 1989), а также на конференциях бывшего СССР : ІУ Всесоюзный семинар по аморфному магнетизму (Владивосток, 1386), II Всесоюзное Совещание - по ядерно-спектроскопшаским нсследовгвняя сверхтонких взаимодействия', ( Грозный, 1Э87 ), Всесоюзное совещание по прикладной мессбауэровской спектроскопии ( Иосква, I9S3), Всесоюзное совещание по когерентному взаимодествию излучения с веществом ( Юрмала, Лат. ССР, 1988).
Публикации. Результаты диссертации изложены в 25 публикациях, основные из которых приведены в конца автореферата.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения , 4 глав, заключения, списка использованной литературы. Она изложена на 163 страницах, содержит 50рисунков и 10 таблиц.
