Electrometallurgy Today, 2014, №03



2014 №03 (03)

2014 №03 (05)

---

Современная электрометаллургия, 2014, #3, 26-30 pages  

ФОРМИРОВАНИЕ НАНОКОМПОЗИТОВ Al₂O₃-Сo СПОСОБОМ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОГО ИСПАРЕНИЯ В ВАКУУМЕ

Я. А. Стельмах¹, Л. А. Крушинская¹, Е. И. Оранская²

¹Институт электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины. 03680, г. Киев, ул. Боженко 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
²Институт химии поверхности им. А. А. Чуйко НАН Украины. 03164, Киев-17, ул. Генерала Наумова. E-mail: el_oranska@mail.ru
 
 
Abstract
Приведены результаты исследований структуры и микротвердости толстых (20...60 мкм) керамико-металлических конденсатов Al2O3-Co с различной концентрацией металлической добавки (2,5-90 мас.%), полученных способом электронно-лучевого осаждения. Выполненные исследования подтверждают возможность формирования стабильных нанокомпозитов Al2O3-Co в интервале температур конденсации 300...950 °С. Обобщены закономерности формирования нанокомпозитов Al2O3-Co. Установлено, что размер наночастиц кобальта в керамической матрице в зависимости от температуры конденсации Тп можно варьировать от <4 (Тп < 350 °С) до 20 (Тп ~ 900 °С) нм. Микротвердость HV композитов, полученных при Тп < 350 °С, слабо зависит от содержания металлической фазы и не превышает 5...6ГПа. В интервале температур подложки (350 < Тп < 820) °С микротвердость композитов HV равна примерно 10,5 (17%Сo); 7,5 (60 % Сo); 7,0 (75 % Сo) и 5,0 ГПа (90 % Сo). Композиты, полученные в интервале (820< Тп< 950)°С отличаются развитой межкристаллитной пористостью, их микротвердость составляет примерно 2ГПа. Фазовый состав нанокомпозитов Al2O3ДCo контролируется температурой подложки Тп и концентрацией кобальта. Библиогр. 8, ил. 5.
 
 
Keywords: электронно-лучевое осаждение; керамико-металлические материалы; нанокомпозиты; оксид алюминия; кобальт; наноструктура; микротвердость
 
 
Received:                21.03.14
Published:               30.07.14
 
 
References
1. Niihara K. New design concept of structural ceramics Е ceramic nanocomposites // J. Ceram. Soc. Jpn. - 1991. - 99. - P. 945-952.
2. Стельмах Я. А. Механические свойства наноструктурных керметов на основе Al2O3, полученных электронно-лучевым осаждением в вакууме // Современ. электрометаллургия. - 2012. - № 2. - С. 25-30.
3. Tai W. P., Watanabe T. Preparation and mechanical properties of Al2O3 reinforced by submicrometer Co particles// J. of Materials Science. - 1998. - 33, is. 24. - P.5795-5801.
4. Magnetic and electrical properties of ferromagnetic nanocomposites based on Co nanoparticles in Al2O3 matrix / M.V. Radchenko, G. V. Lashkarev, M. E. Bugaiova et al.// Phys. Stat. Sol. (b) - 248. - 2011. - P. 1619-1622.
5. Chow G.M., Ovid'ko I. A., Tsakalaros T. Nanostructured Films and Coatings. // Kluwer Academic Publishers (Netherlands). - 2000. - P. 131-148.
6. Яковчук К. Ю., Стельмах Я. А. Лабораторная электронно-лучевая установка для осаждения из паровой фазы неорганических материалов с аморфной, нано- и микроразмерной структурой // Материалы конференции НАНСИС-2004 (Киев, 12-14 окт. 2004). - Киев, 2004. - C. 387.
7. Крушинская Л. А., Стельмах Я. А. Структура и некоторые свойства толстых конденсатов оксида алюминия, получаемых электронно-лучевым испарением и осаждением паровой фазы в вакууме. // Наносистемы, наноматериалы, нанотехнологии: Сб. научн. тр. - Київ: Академперіодика, 2010. - 8, № 4. - С. 1003-1014.
8. Кнунянц И. Л. Химическая энциклопедия: В 5 т. - М.: Советская энциклопедия, 1990. - Т. 2. - С. 414-671.