качества их поверхности, а также возможности повышения однородности материалов и дальнейшего улучшения свойств.

Сплавы FerjCogSisBis (1,7 Тл) и FeeTCoigBuSii (Metglas 2605 Со, 1,8 Тл), легированные кобальтом с целью повышения магнитной индукции насыщения, наряду со сплавами Fe62Nii6Si8Bi4 ( (1,3 Тл) и Fe7dN{4Mo3Si2Bi6 используются как материалы для высокочастотных (>100 Гц) трансформаторов. Думается, что разработки в этом направлении также будут плодотворно развиваться.

Материалы с высокой магнитной проницаемостью

Аморфные сплавы с химическим составом, отвечающим нулевой магнитострикции, уже используются в Японии как материалы с высокой магнитной проницаемостью. Главное внимание здесь уделяется разработанному в Японии сплаву FesCoyoSiioBts (Amomet). В табл. 10.6 приведены характеристики типичных сплавов с высокой магнитной проницаемостью. Среди них сплавы с магнитострикцией 10 10- которые используются как основа для магнитных экранов, и сплавы с нулевой магнитострикцией, предназначенные для магнитных головок. По сравнению с традиционными магнитными материалами аморфные сплавы имеют высокие значения В, и \1е, низкую коэрцитивную силу Яс И, кроме того, превосходные характеристики прочности и износостойкости.

Таблица 10.6. Магнитные характеристики типичных аморфных сплавов с высокой магнитной проницаемостью

Сплав

Fe4oNi4oPi4Be (Metglas-2826*) Fe oNis8Mo4Bx, (Metglas-2826MB*) FefaNiieSiigBi4 (Amomet) Fs4,5,5SioBi5 (Amomet) FebCoMCreSibBib (Amomet) Fe4 5Co66,8Ni 5Nb2,2SiioBi5 4-79 Mo (пермаллой) Хардперм Сепдаст

Монокристалл MnZn

* По данным каталога фирмы Allied Chemical*, США.

Материалы для магнитных сепараторов

В последнее время начались разработки-аморфных материалов для фильтров, предназначенных для очистки различных растворов. В основе этих разработок лежат такие свойства аморфных сплавов, как высокая коррозионная стойкость и высокая магнитная индукция насыщения. Изучаются возможности применения аморфных материалов в мощных магнитных полях, где эффективность фильт-

ров особенно высока. Главная роль здесь отводится сплавам, содержащим хром. Тонкие ленты из таких сплавов, обладающих высокой коррозионной стойкостью и высокой магнитной индукцией, помещают в магнитное поле и между ними пропускают сточные воды. Фильтры, где используются аморфные сплавы, характеризуются очень высокими коэффициентами очистки. На кромках аморфных лент возникает сильный градиент магнитного поля и появляются завихрения потока жидкости, поэтому именно здесь происходит осаждение загрязнений. В этом плане аморфные сплавы имеют ряд преимуществ: высокую износостойкость и высокую магнитную проницаемость.. В Японии уже начато производство аппаратуры для флотационной очистки, очистки охлаждающих вод ядерных реакторов, ведутся интенсивные разработки других подобных агрегатов.

10.2.4. Инварные и элинварные материалы

Известно, что среди аморфных сплавов на основе железа сплавы системы Fe - В отчетливо проявляют признаки инварности и элинварности. На рис. 10.5 и 10.6 приведены экспериментальные данные, црлученные на сплавах Fe - В. Видно, что у сплава Р&зВп

600 т,к

W тг,°с

Рис. 10.5. Температурные зависимости коэффициента линейного расшире-HHS аморфных сплавов FeaaBiT (Л. FeggBu (2), FessPis (3), FesoCr-sB.s (4), Fes7Pi3 (5) и РебоСгиР.5 (ff)

Рис. 10.6. Модуль Юнга аморфных сплавов FegsBis ,(о) н Рев,Сг4В15 (б) в магнитном поле (цифры у кривых - напряженность магнитного прля, 79,6 А/м)

в широком диапазоне температур ниже 600°С температурный коэффициент линейного расширения и модуль Юнга практически не меняются. Этот сплав является превосходным упругим материалом и может использоваться в термовесах, термодатчиках и т. п. Раз-

работай также сплав Fe8iCr4B]5, содержащий хром, обеспечивающий повышенную коррозионную стойкость. Недавно установлено, что сплавы Ре - Со - Zr также обладают инварными и элинварны-ми свойствами.

tOJ.5. Другие аморфные металлические материалы

Аморфные металлы имеют высокое электросопротивление, но малый ТКС. Например, в сплавах iNi - S -Вщрч. увеличении содержания металлоидов ТКС меняется с положительного на отрицательный. У сплава Ni68SiiioB22 от крайне низких температур практически до температуры кристаллизации (650 К) ТКС близок к нулю (рис. 10.7). Этот сплав можно применять в качестве эталона сопротивления.

Как указывалось в главе 7, сверхпроводящие аморфные сплавы имеют весьма любопытные физические свойства. Температура перехода Те у них -~9 К, а ширина перехода чрезвычайно мала (i-~0,05 К)-В состоянии нормальной проводимости их электросопротивление составляет 200-300 мкОм см, а в сверхпроюдя-щем состоянии они имеют хорошую пластичность. Такие свойства позволяют применять аморфные сверхпроводники довольно широко.

Аморфные ленты можно использовать для сочленения различныг-пло-стойких элементов конструкций, причем ПЛОТНОСТЬ сочленения получается очень высокой. Для этих целей более всего подходят сплавы системы Ni - Si- В, уже начато их промышленное производство.

Рис. 10.7. Температурные зависимости электросопротивления аморфных сплавов К1ббСг451шВго (а) и NiesSiioBza (б)

10.3. ПЕРСПЕКТИВЫ НА БУДУЩЕЕ

Аморфные металлы часто называют материалами будущего, фантастическими материалами, что вызвано уникальностью методов их получения и особыми свойствами, не встречающимися у кристаллических металлов. Вероятно, в будущем аморфные сплавы получат широкое развитие. Однако аморфные материалы не лишены недостатков. Один из них - это их невысокая термическая устойчивость, другой - недостаточная стабильность во времени, что снижает их надежность. Третий недостаток - это малые размеры получаемых лент, проволоки, гранул. Еще одним недостатком аморфных металлов является их полная несвариваемость. Следовательно, аморфные металлы не пригодны для крупногабаритных конструкций, невозможно их использовать в качестве высокотемпературных материалов. Поэтому применение аморфных металлов, вероятно, будет ограничено только малогабаритными изделиями.

Можно сказать, что такова судьба аморфных металлов, однако и здесь их ожидает большое будущее.

Начальны1 период изучения аморфных металлов уже миновал. Он был довольно длительным. В недалеком будущем можно ожидать значительной интенсификации исследований и разработок, связанных с многообразными практическими применениями этих уникальных материалов.

ПРИЛОЖЕНИЕ

ОСНОВНЫЕ АМОРФНЫЕ СПЛАВЫ

Сплавы, закаленные из жидкого состояиня

Источник

СоМо.,С

CoMOxWyCj

CoSlyBz

Со94-х№хВб Со94 хТа.Вб CoiOO-xTix . Со94-хТ1хВб

Со.100-х2Гх Co94.xZrxB6

CoiOO-xHfx CrCOxCy

CrFexCy

СгНЬхСу

CrNixCy

СгМохСу

= 9-37 = 13-23

0-37 0-20

13-23

65-85 0-20

15-30 10-17 11-15 21-23 17-23 11-15 13-23 9-16 6-14 8-14

15-57

15-23

9-59

15-23

11-17

15-23

27-51

15-23

7-23

15-23

15) 15)

18) 18) 19) 18) 15)

20) 18) 35) 21)

CrIaxCy X

CUxAgyPj X

, Cuioo-xTlx X Cuioo-xZrx X

C>i57Ti43-xNbx X Cu57Zr43-xNbx x Cu57Hf43.xNbx X (Cu.57T1.43)Nbx X

Егб8Гез2

FeiOO-xEx X

FexByCz X

FexEyGez x

FexBySiz X

(Fe,Co,Ni)BxSIy X У

J= 7-13

- 15-23

- 79-86 = 6-14 = 11-14

- 30-35 = 25-65 = 0-21 = 0-21 = 0-21 = 0-32

= 0-62 = 14-38 =. 9-31 =75-90 = 10-25 = 0-14 = 75-90 = 10-25 > 0-17

75-90 = 10-25

0-21

= 15-30 = 0-25

23) 23) 24)-24) 24) 24)

26).27) 28)

28) 29)

Шао-хСгхВго x 5-зо 14)

lIl80-3cCrxP20 X - 0-20 14)

Ni6o-i*bxCr2dB20 X 0-10 14)

S116.5

Co - 0-18 Mi 0-60