Szkła metaliczne otrzymywane z jednorodnej fazy ciekłej oraz z zakresu niemieszalności cieczy

Abstract

W monografii przedstawiono wyniki własnych prac autora dotyczących opracowania składów oraz badań struktury i właściwości stopów mających amorficzną osnowę, opublikowanych w latach 2004-2011. Publikacje są w dużej mierze efektem realizacji projektów badawczych własnych: - nr 4T08D 005 24, realizowanego w latach 2003-2005, pt. "Wpływ dodatków tytanu, cyrkonu, krzemu i fosforu na skłonność do tworzenia struktury amorficznej w stopach na osnowie miedzi i niklu", - nr NS08 024 32/1876, realizowanego w latach 2007-2009 pt. "Zastosowanie niemieszalności w stanie ciekłym do wytwarzania nanokrystalicznych i amorficznych stopów kompozytowych na osnowie żelaza zawierających miedź". Badania dotyczące wytwarzania i przetwarzania materiałów amorficznych uzyskiwanych ze stanu ciekłego przez odlewanie rozpoczęto w roku 2001. Prace badawcze związane z realizacją badań własnych oraz projektów własnych, a także analiza literatury dotyczącej tematyki stopów amorficznych sugerują, że bardzo istotnymi kierunkami badań, zwiększającymi potencjał aplikacyjny stopów posiadających skłonność do całkowitej lub częściowej amorfizacji, są: - minimalizacja kosztu jednostkowego stopów, w wyniku zastosowania do produkcji materiałów wsadowych składających się z tanich pierwiastków lub zapraw stopowych o czystości technicznej, - zastosowanie w procesach wytwarzania stopów posiadających umiarkowaną skłonność do zeszklenia, pozwalającą na wytworzenie osnowy amorficznej w taśmach lub proszkach, - wytwarzanie masywnych stopów amorficznych lub drobnokrystalicznych formowanych z prefabrykatów o umiarkowanej skłonności do zeszklenia otrzymanych uprzednio w formie taśm, - wykorzystanie stopów oraz technologii dających możliwość wpływania na ostateczną mikrostrukturę stopu zarówno w stanie ciekłym tuż przed odlewaniem lub w trakcie odlewania, jak i w stanie stałym poprzez odpowiednią obróbkę cieplną, - wprowadzenie do mikrostruktury stopu posiadającego skłonność do amorfizacji faz umożliwiających poprawę właściwości mechanicznych, - wytworzenie nowych stopów o interesujących właściwościach mechanicznych, magnetycznych, elektrycznych i technologicznych. W badaniach skoncentrowano się na następujących stopach: Cu-Ni-P, Ni-Cu-Fe-P Fe-Ni-P-Si-B, Fe-Ni-Cu-P-Si-B, Ag-Cu-Ti, Ni-Ag-P. Większość spośród wybranych składów stopów skłonnych do amorfizacji posiadała jako składnik podstawowy miedź, nikiel lub żelazo oraz domieszki umożliwiające morfizację, takie jak: fosfor, krzem lub bor. Wiąże się to z faktem, że w stopach tych występują niskotopliwe eutektyki. Poprzez modyfikację składu eutektyk można uzyskać stopy o podwyższonej skłonności do amorfizacji. Część badanych stopów charakteryzowała się występowaniem zakresu niemieszalności w stanie ciekłym.O wyborze takich stopów decydowało występowanie zakresu niemieszalności w stanie ciekłym lub metastabilnego zakresu niemieszalności w stanie ciekłym. Zasadnicze zagadnienia podjęte w tych badaniach to: 1. Przemiany w trakcie nagrzewania stopów amorficznych, w tym: - odszklenie, - krystalizacja. 2. Formowanie amorfizowanych stopów w zakresie przemian fazowych w stanie stałym. 3. Wykorzystanie zakresu niemieszalności w stanie ciekłym w formowaniu stopów kompozytowych z amorficzną osnową. 4. Uplastycznienie stopów z amorficzną osnową. S. Kształtowanie właściwości elektrycznych i magnetycznych stopów o amorficznej osnowie.