Исследования кинетики фазовых превращений в сплавах Fe-Ge

С применением методов калориметрии, металлографического анализа, механической спектроскопии, рентгеноструктурного и, в отдельных случаях, нейтронографического анализа исследованы структурные превращения в сплавах Fe - (8-27)%Gе. Полученные результаты в основном подтверждают фазовую диаграмму О. Кубашевски, однако кинетика фазовых превращений в сплавах типа Fe3Ge протекает столь медленно, что в наших экспериментах не удалось выявить появления L12 фазы, предсказываемой равновесной фазовой диаграммой (Рисунок 1). Фаза D019 обладает повышенной устойчивостью и является доминирующей даже при комнатной температуре.

Согласно данным дифракции нейтронов в исходном, литом состоянии Fe-25Ge сплав имеет D019 структуру (P63/mmc, a ≈ 5.179 Å, c ≈ 4.222 Å), в которой атомы Fe и Ge упорядочены в кристаллической решетке. В результате непрерывного нагрева (2 К/мин) до 900°С образец приобретает А3 структуру (тип Mg, P63/mmc, a ≈ 2.641 Å, c ≈ 4.266 Å), которая отличается от D019 отсутствием упорядочения атомов Fe и Ge (после 5 ч. отжига при этой температуре вновь наблюдается D019 структура).

Рисунок 1 - Рентгенограмма сплава Fe-27Ge при закалке от 900°С и 600°С

 Установлено, что аналогичные фазовые превращения, например L12 ⇔ D019, в системе Fe-Ge идут значительно медленнее, чем в системе Fe-Ga. При изучении температурных спектров неупругости в Fe-Gе сплавах удалось выявить релаксацию Зинера (энергия активации диффузии  атомов Ge в α-Fe H = 2,24 эВ, время релаксации τ0 = 10-18 с).

Научный руководитель д.ф.-м.н., проф. Головин И.С., консультант д.ф.-м.н., проф. А.М. Балагуров.