Файл: Хачатурян, А. Г. Теория фазовых превращений и структура твердых растворов.pdf

В сечении плоскостью (001) распределение стержнеобразных включений имеет вид периодической квадратной сетки, основные векторы трансляции которой направлены вдоль осей [100] и [010] матрицы (рис. 67, а). Такая совершенная структура возникает

максимальную коэрцитивную силу, Причина этого связана со стержневидной формой выделений, Большая анизотропия размагничивающего фактора стержня препятствует процессу пере-

магничивания.

Теория, изложенная в § 31, прекрасно согласуется с экспери­ ментальными данными [213, 235]. В этом можно убедиться, срав­ нивая электронномикроскопические изображения двухмерной мо­ дулированной структуры в плоскостях (001) и (100) (рис. 67, а и б) и соответствующие сечения комплекса, представленного на рис. 56, плоскостями (001) и (100) (рис. 68, а и б). Сравнение рис. 67 и 68 показывает, что модулированная структура в сплавах типа альнико является двухмерной и имеет ту же геометрию, что и двухмерная структура (рис. 56), полученная в результате теоре­

тического анализа.

Использование дифракционной электронной микроскопии поз­ волило получить более детальные изображения структуры сплавов типа тикональ [230, 231, 233]. На рис. 69 приведены электрон­ номикроскопические изображения двухмерной модулированной структуры в плоскостях (100) и (001). На рис. 69, а ясно видно, что периодическая двухмерная структура состоит из трех фаз:

310

из двух фаз, сильно отличающихся по составу, и прослоек фазы с промежуточным составом (сравните с рис. 68, а).

Последнее обстоятельство является важным аргументом в поль­ зу теории, изложенной в § 31. В § 31 показано, что если составы двух фаз есть сг и с2, то состав третьей фазы, образующей про­ слойки, является промежуточным и равен (сг + с2)12. Трехфаз­ ный состав модулированной структуры является подтверждением того, что двухмерное распределение концентрации является супер­ позицией одномерных распределений.

Рис. 69. Электронномикроскоиическое изображениедвухмерной модули­ рованной структуры в сплаве типа тикональ, подвергнутом термомагнитнон обработке (метод тонких фольг). X 60000. а) Сечение плоскостью (001).

б) Сечение плоскостью (100).

Наличие третьей фазы (переходных участков промежуточного состава) в двухмерной модулированной структуре отмечалось в работе [235]. Рентгеновские рефлексы от фазы промежуточного состава наблюдались в [236].

Подтверждение теории образования трехмерных структур со вторичной модуляцией, изложенной в § 32, можно найти на электронномикроскопических изображениях, полученных от спла­ вов типа тикональ, находящихся на более поздних стадиях распа­ да. На рис. 70, а [133] видна периодическая структура в сечении плоскостью (100). Стержни, вытянутые вдоль направления [001], подвергнуты вторичпой модуляции. Они представляют собой «сэндвичи», состоящие из приблизительно равнотолщинных пла­ стинок двух равновесных фаз. Для сравнения на рис. 70, б приведено соответствующее сечение комплекса, полученного в ре­ зультате теоретического анализа и изображенного на рис. 58. В § 32 было показано, что толщины пластинок двух равновесных фаз, имеющих габитус (001), равны между собой. Этот вывод также согласуется с электропномикроскопическим изображением на рис. 70, а.

При сравнении результатов, изложенных в §§ 30—32, с экспериментом следует иметь в виду, что теория упруго-концентра­

311

ционных доменов, по существу, является термодинамической и по­ этому не затрагивает кинетических аспектов формирования струк­ туры. Поэтому на промежуточных стадиях распада можно, в прин­ ципе, ожидать образование различных малоустойчивых структур, морфология которых отлична от морфологии структур, изоб­ раженных на рис. 54, 56, 58. Следует, однако, также иметь в виду, что одномерные и вторично модулированные трехмерные структу­ ры практически стабильны при условии сохранения когерентного

Ш И ! 1 1 1 1 1 1

І І І І І І І І І І І І

Ч т

Рис.^70. а) Электронномикроскопическое изображение вторич­ но модулированной структуры в сплаве типа тикональ в пло­ скости (100). б) Сечение плоскостью (100) комплекса, изобра­ женного на рис. 58.

сопряжения кристаллических решеток. Поэтому их эволюция должна идти за счет «огрубления» структуры (увеличения пара­ метров периодического распределения и соответствующего увели­ чения размеров частиц), а не за счет перехода к структурам, имею­ щим другую топологию *).

Монотонное увеличение периодов модулированной структуры лучше всего может наблюдаться по уменьшению расстояния между сателлитами и узлами обратной решетки матрицы. Это расстояние уменьшается с увеличением времени отжига. Последнее обстоя­ тельство послужило в свое время аргументом против модели Харгривса и Дэниэля и Липсона — см., например, [167]. Согласно [167], непрерывное увеличение периода модуляции возможно только в результате полного разрушения старой периодической структуры и последующего формирования новой. Такой процесс, естественно, представляется маловероятным.

Следует, однако, заметить, что существует довольно простой механизм] монотонного увеличения периода модулированной структуры'за счет удаления (в данном случае—растворения) экс­ траплоскостей, образованных выделениями. Изменяя расстояние между экстраплоскостями, можно практически непрерывно изме­

312

нять период модуляции. Описанный^процесс увеличения периода представляет собой аналог переползания дислокаций. Существо­ вание таких «дислокаций» было, по-видимому, впервые отмечено

в[233, 237].

Вотличие от структур, приведенных на рис. 54 и 58, двухмер­

ная модулированная структура (рис. 56) является метастабильной. Поэтому ее эволюция, в отличие от первых двух, может происхо­ дить за счет качественной перестройки, ведущей к образованию структур с другой топологией. По-видимому, двухмерная моду­ лированная структура должна переходить в более стабильную трех­ мерную в результате вторичной модуляции стержней промежуточ­ ного состава. Именно такая после­ довательность в перестройке струк­ туры отмечалась при электронноми­ кроскопических исследованиях [232,

233237].

Вработах [238, 239, 217] было

лик, модулированные структуры могут образовываться сразу. Модулированные структуры с хорошо выраженной периодич­

ностью, по-видимому, возникают в тех случаях, когда объемные доли матрицы и выделяющейся фазы соизмеримы друг с другом [213]. Этот вывод согласуется с результатами §§ 30—32. В са­ мом деле, условия образования периодических доменных струк­

имеющая размерность длины. Константа г® зависит от среднего состава сплава с через величину

а(Ті) = а

313