В данной работе приведены некоторые результаты исследований локального перехода ультрадисперсная фаза-кристалл в пленках Fe-Mn-C с характерным контрастом картин изгибных контуров

Рис.1. Слева – характерная картина изгибных контуров в пленках Fe-Mn-C,(диаметр окружности изгибного контура вверху 1 мкм); по центру – электроннограмма пленки стали Гадфильда после обработки в жидком азоте. 1,2 рефлексы ФК12+ФК14; справа – тёмнопольное изображение кристалла (50 нм) со структурой альфа железа, окруженного фазой ФК12+ФК14.

Пленки получены быстрым распылением на охлажденную до -60⁰С стеклянную подложку кусочков (25-30 мг) образца стали Гадфильда (12,8 ат.% Mn), у которого величина ударной вязкости 350 МПа с. Структура полученных пленок исследована в электронном микроскопе ЭМ-200 «на просвет». Дифракционная картина соответствовала фазе с ОЦК решеткой, изображение показало ультрадисперсную структуру с размером зерна не более 10 нм. Пленки обрабатывали многократным погружением в жидкий азот. В результате на электронограмме появились дополнительные рефлексы, соответствующие новой фазе с тетраэдрически плотно упакованной структурой ФК12+ФК14. В процессе термообработки зерна переориентируются.

Доказательством тому служат изгибные контуры, появившиеся после этой обработки и переходящие от одного зерна к другому. Намагниченность насыщения пленок в исходном состояни близка к намагниченности насыщения α-Fe. После холодной обработки намагниченность насыщения уменьшается почти вдвое. Тетраэдрически плотно упакованная структура легко формируется в системе возбужденных атомов [1].

Известно, что спонтанная деформация, возникающая в неравновесных материалах, приводит к перераспределению намагниченности в локальных областях [2]. В возбужденном состоянии атомы железа обладают локализованным магнитным моментом и взаимодействуют между собой антиферромагнитным образом [3]. По-видимому, в пленках Fe-Mn-C изменение магнитного порядка может быть обусловлено магнито- упругими эффектами напряженной решетки кристалла, имеющей тетраэдрически плотно упакованную структуру.

1. Н.Н. Медведев Метод Вороного-Делоне в исследовании структуры некристаллических систем. Новосибирск. Издательство СО РАН, 2000,214 с.
2. Homonai H., Loktev V. Magnetostriction and magnetolastic domains in antiferromagnets // J. of Phys. Cond. Mater., V. 14, 2002, p. 3959-3971.
3. В.Л. Седов. Антиферромагнетизм гамма железа Проблема инвара // “НАУКА”, Москва, 1987 г.

Фоторепортаж