Спосіб одержання аморфних матеріалів у довільних об’ємах з металів та їх сплавів

Спосіб одержання аморфних матеріалів у довільних об'ємах з металів та їх сплавів, при якому, 3 41004 щонайменше в двох взаємно перпендикулярних площинах ультразвукових коливань з довжиною хвилі, порівняної з розмірами структурних елементів аморфізації, що забезпечує аморфізацію не тільки металів, але і будь-яких кристалічних речовин у довільних об'ємах з наперед заданими розмірами структурних елементів аморфізації. Поставлена задача досягається тим, що в способі одержання аморфних матеріалів у довільних об’ємах з металів та їх сплавів, при якому використовуючи об'ємне охолодження з заданою швидкістю формують з розплаву виливок довільного об'єму, при досягненні розплавом температури кристалізації збуджують і підтримують до охолодження розплаву нижче температури склування принаймні у двох взаємно перпендикулярних площинах виливка ультразвукові коливання з довжиною хвилі, порівняної з розмірами структурних елементів аморфізації. Формування в процесі склування виливка ультразвукових коливань принаймні у двох взаємно перпендикулярних площинах перешкоджає природній кристалізації виливка і забезпечує утворення у виливку мікроструктурних елементів, розміри яких не перевищують довжини хвилі ультразвукових коливань. Формування в процесі склування виливка ультразвукових коливань при досягненні температури розплаву температури кристалізації виливку забезпечує зниження енергетичних витрат аморфізації виливка. Формування в процесі склування виливка ультразвукових коливань і підтримка їх до охолодження розплаву з заданою швидкістю до температури склування забезпечує утворення однорідної аморфної структури виливка будь-якого об’єму і форми. Здійснення способу одержання аморфних матеріалів у довільних об'ємах з металів та їх сплавів відбувається таким чином. З аналізу приведених технологій аморфізації випливає, що аморфні утворення відрізняються від кристалічних насамперед істотно меншими розмірами структурних елементів. Так, зокрема, для аморфного сплаву Cu60Zr40 за даними рентгеноструктурного аналізу структурні утворення розміром менше 50мкм є цілком аморфними, а зі збільшенням їхніх розмірів концентрація кристалічної Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 4 фази безупинно зростає і структурні утворення розмірами більше 125мкм є кристалічними. При реалізації способу після заливання розплаву в тигель і зниженні температури розплаву до температури початку кристалізації, у виливку збуджують ультразвукові коливання взаємно перпендикулярного напрямку вбудованими в тигель магнітострикційними або п'єзокристалічними випромінювачами ультразвуку. Під дією у процесі аморфізації енергії ультразвукових коливань з довжиною хвилі, порівняної з необхідними розмірами структурних елементів аморфізації, формування кристалічної структури виливка не відбувається і речовина виливка склується в процесі охолодження. Оскільки зародження кристалів здійснюється насамперед на спонтанних центрах кристалізації, потрібна мінімальна енергія ультразвукових коливань для перешкоджання утворенню кристалів і у виливку формуються структурні утворення, розміри яких не перевищують довжини хвилі ультразвукових коливань, обумовленої формулою C λ = CT = ν де λ - довжина хвилі ультразвукових коливань; С - швидкість звуку в речовині; Т - період коливань; ν - частота коливань. Верхня межа ультразвукових коливань відповідає частоті ν=1014Гц і для широкого класу аморфних матеріалів структурні утворення розміром менше 50мкм є цілком аморфними, а більше 125мкм - кристалічними, тому для одержання структурних елементів у межах 50-100мкм при швидкості поширення коливань С=2000-6000м/с достатня частота ультразвуку ν=107-108Гц, що значно нижче межі ультразвукового діапазону і технологічно здійсненно. Таким чином, пропонований спосіб одержання аморфних матеріалів у довільних об’ємах з металів та їх сплавів за допомогою формування в процесі склування щонайменше у двох взаємно перпендикулярних площинах ультразвукових коливань з довжиною хвилі, порівняної з розмірами структурних елементів аморфізації, забезпечує при мінімальних енергетичних і технологічних витратах аморфізацію не тільки металів, але і будьяких кристалічних речовин у довільних об'ємах та довільної форми з наперед заданими розмірами структурних елементів аморфізації. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601