Том 126, № 5 (2025)

При низких температурах исследованы кривые намагничивания нанокомпозитов с частицами ортофосфатов LiCoPO₄, LiNiPO₄ и LiNi_0.5Co_0.5PO₄. Измерения выполнены как на постоянном токе, так и в переменных полях. Проведено сравнение зависимости магнитной восприимчивости от магнитного поля в переменных полях и восприимчивости, измеренной на постоянном токе. В поле напряженностью около ~ 32 кЭ наблюдается аномальный максимум восприимчивости, который может быть интерпретирован как следствие дополнительного разворота магнитных моментов. Предложена формула для описания полевой зависимости магнитной восприимчивости в переменных полях.

В монокристаллическом образце HgSe с концентрацией электронов 4·10¹⁶ см⁻³ и электронной подвижностью 1.2·10⁵ см² В⁻¹ с⁻¹ исследованы продольные и поперечные магнитотранспортные эффекты в планарной конфигурации электрического и магнитного полей. Из анализа осцилляций Шубникова‒де Гааза продольного и поперечного магнитосопротивления получены данные о половинном факторе заполнения нулевого уровня Ландау и выявлена нетривиальная фаза Берри. Эти свидетельства релятивистской природы электронного спектра HgSe дополняются двумя ключевыми магнитотранспортными признаками киральной аномалии — киральным магнитным эффектом и планарным эффектом Холла. В совокупности перечисленные факторы указывают на существование в HgSe — изотропном и немагнитном материале с сильным спин-орбитальным взаимодействием электронной топологической фазы полуметалла Вейля.

На основе экспериментальных данных по поверхностному натяжению (σ) расплавов индий–олово– свинец, таллий–свинец–висмут и индий–олово–галлий, выявлены особенности изменения σ с изменением состава. Граничные двойные системы индий–олово и таллий–свинец характеризуются наличием минимума на изотерме σ расплавов. Показано, что в исследуемых тройных системах характерный минимум на изотермах σ по разрезам треугольника составов с постоянным содержанием третьего компонента сохраняется. С увеличением в разрезе содержания 3-го компонента глубина минимума (“впадина” на изотермической поверхности σ) уменьшается, и “впадина” исчезает при следующих значениях молярных долей третьего компонента: 0.1 мол. долей свинца (в системе индий–олово–свинец); 0.1 мол. долей висмута (в системе таллий–свинец–висмут); 0.3 мол. долей галлия (в системе индий–олово–галлий). Выявлено, что в изученных тройных системах концентрация третьего компонента, при которой исчезает “впадина” на изотермической поверхности σ, непосредственно связана с поверхностной активностью этого компонента в расплавах, которая определяет его содержание в поверхностном слое. По изотермам σ в рамках модели идеального мономолекулярного поверхностного слоя проведены расчеты состава поверхностного слоя тройных расплавов. Полученные результаты показали, что “впадина” на изотермической поверхности σ всех изученных тройных систем исчезает при 0.25±0.03 мол. долей третьего компонента в поверхностном слое.

Исследована кинетика кристаллизации стекол Fe₄₀Ni₄₀P₁₄B₆ и Fe₄₈Co₃₂P₁₄B₆ в изотермических условиях в диапазонах температур 617–662 и 683–714 K соответственно. В качестве индикаторов термической устойчивости определены времена начала кристаллизации. По результатам анализа кинетических кривых в рамках моделей Колмогорова–Джонсона–Мэла–Аврами и комбинированной модели Колмогорова–Кэщиева установлен нестационарный характер зарождения кристаллов и определены степени нестационарности и времена, характеризующие кинетику кристаллизации в условиях стационарного и нестационарного зарождения. По характеристическим временам стационарной кристаллизации и известным из литературы значениям скоростей роста кристаллов рассчитаны температурные зависимости эффективных коэффициентов диффузии, контролирующей переход атомов через границы раздела, и стационарные скорости зарождения. По полученным значениям в рамках классического уравнения для скорости гомогенного зарождения определены температурные зависимости работы образования критических зародышей и удельной свободной энергии поверхности раздела зародыш/матрица. Из сравнения экспериментально определенных и рассчитанных для стационарного режима зарождения времен начала кристаллизации установлено, что повышенная термическая устойчивость Fe₄₈Co₃₂P₁₄B₆ по сравнению с Fe₄₀Ni₄₀P₁₄B₆ обусловлена более низкой диффузионной подвижностью и более высокой степенью нестационарности процесса зарождения.

Изучено деформационное поведение и изменение микроструктуры марганцевой латуни Cu–40%Zn–2%Mn (мас.%) в процессе всесторонней изотермической ковки (ВИК) при температурах 400 и 500°C, что на ~ 50°С ниже и выше температуры β→β'-перехода. Показано, что ВИК при обеих температурах способствует образованию однородной и мелкозернистой структуры со средним размером зерен α- и β'-фаз ~ 5 и ~ 12 мкм соответственно, увеличивая твердость в 2.5 раза с 130 HV в исходном состоянии до ~ 310 HV после суммарной истинной деформации ∑е = 7.2. Увеличение истинной деформации до ∑е = 14.4 не оказало дополнительного упрочняющего эффекта. В случае ВИК при 400°С увеличение истинной деформации сопровождалось незначительным измельчением зерен α- и β'-фаз до 3.6 и 9.2 мкм соответственно, а в случае деформации при 500°С привело к увеличению их размеров до 7.1 и 17.5 мкм.

Отработаны режимы модификации поверхности ниобий-молибденового сплава с использованием ионной имплантации азота с целью исследования влияния обработки на защитные свойства сплава при высокотемпературном окислении. Выполнены исследования химического и фазового состава модифицированных поверхностей методами рентгеноспектрального микроанализа и рентгеновской дифракции. Установлена толщина имплантированного слоя методом просвечивающей электронной микроскопии. Приведены результаты измерения модуля упругости, микро- и нанотвердости образцов сплава в исходном и имплантированном азотом состоянии. Испытания имплантированного и исходного сплавов на стойкость к высокотемпературному окислению проведены на воздухе в течение 15, 30, 60 мин при температуре 900°С. Методом сканирующей электронной микроскопии исследована структура поверхности и определена толщина оксидного слоя после проведения испытаний на высокотемпературное окисление. Измерен удельный прирост массы образцов в процессе испытаний. Показано, что в использованных режимах ионной имплантации достигается до 39.3 ат.% азота на глубине ~100 нм в поверхностном слое c образованием нитридов ниобия. Обработка способствует увеличению модуля упругости, микро- и нанотвердости, а также повышению стойкости к высокотемпературному окислению: формируются более тонкие оксидные слои, и образец имеет меньший привес в сравнении с исходным сплавом.

Получены алюмоматричные композиты, армированные многостенными углеродными нанотрубками (МУНТ) в литом состоянии путем введения в Al расплав порошков разных составов, содержащих МУНТ, металлы Cu и/или Mg, а также керамические частицы SiC. С помощью световой и сканирующей электронной микроскопии изучена структура композитов. Установлено, что состав порошка влияет на эффект модифицирования структуры алюмоматричных композитов. Самую дисперсную структуру (размер зерна 200 мкм) имеют композиты, упрочненные МУНТ с микродобавкой Mg. Измерены твердость и механические свойства композитов в широком диапазоне скоростей деформации (έ = 10⁻² — 10⁵ с⁻¹). Эксперименты по нагружению алюмоматричных композитов плоскими ударными волнами выполнены впервые. Из этих данных следует, что с увеличением скорости деформации наблюдается постепенный рост предела текучести композитов до 100 МПа. Сравнение прочностных характеристик алюмоматричных композитов с соответствующими характеристиками неармированного Al показывает, что упрочняющий эффект МУНТ сильнее проявляется при повышенных скоростях деформации и достигает 60% при максимальной скорости деформации.