Експеримент з дослідження сплаву АgZn

Викладені факти дають можливість стверджувати, що зміна електроопору пов‘язана зі зміною стану близького впорядкування в зразках, що досліджуються. Найбільш розупорядкованим можна вважати стан, що відповідає деформованому зразку. При відпалі цього зразка – підвищення ступеня близького впорядкування, спостерігається зменшення електричного опору. При підвищенні температури загартування також спостерігається збільшення електричного опору, що можна було б пов‘язати з температурним розупорядкуванням. Але, починаючи з температур 350оС опір починає зменшуватися.

Такий хід залежності електроопору від температури загартування не може бути пояснений з точки зору однорідного близького впорядкування, оскільки при однорідному впорядкуванні збільшення електроопору при температурному розупорядкуванні повинно було б продовжуватися монотонно до повного розупорядкування.

Для пояснення ходу залежності електроопору від температури загартування необхідно зробити припущення, що зміна температури загартування супроводжується, щонайменше, двома процесами. Один з них пов‘язаний з дифузією атомів на відстані порядка міжатомної та відповідає за ступінь близького впорядкування за певним типом. Інший відповідає за перегрупування атомів на більших відстанях і пов‘язаний зі зміною типу близького впорядкування.Система Ag-Zn за діаграмою станів схожа на системи Cu-Al, Ag-Al, в яких спостерігалися два типи близького впорядкування. Температурні області існування різних типів близького впорядкування корелюють з температурою фазового перетворення в сусідніх з твердим розчином областях при більших концентраціях другого компонента. Тому типи близького впорядкування можна означити як упорядкування за типом сусідньої фази у відповідній області температур, або, простіше, як високотемпературний та низькотемпературний тип близького впорядкування. Перетворення одного типу впорядкування на інший починається з локальної перебудови в розташуванні атомів. Далі процес розвивається з утворенням концентраційних неоднорідностей. Для висококонцентраційних твердих розчинів він закінчується утворенням мікрообластей, впорядкованих за типом відповідної фази. Остання стадія процесу спостерігається в твердих розчинах Cu-Al з концентрацією Al 15 та 17 ат.% в області кімнатних температур (границя розчинності 18.2 ат.%).

Близьке впорядкування при кімнатних температурах має свої особливості, пов‘язані з уповільненням кінетики процесу. При повільному охолодженні відпаленого зразка в ньому фіксується стан, який відповідає більш високій (100-150оС) за кімнатну температуру, і зразок залишається в нерівноважному стані ще довгий час по

Рисунок 5. Ізохрони загартування. 1 – відпал, 2 – загартування, 3 – деформація.

Рисунок 6. Ізохрони загартування. 1 – відпал, 2 – загартування, 3 – деформація.

Рисунок 7. Ізохрони загартування. 1 – відпал, 2 – загартування.

Рисунок 8. Залежність залишкового електроопору від флюенсу.

відношенню до часу експерименту. Зміна електричного опору для загартованого зразка в інтервалі температур 100-150оС (рис. 7, крива 2), яка пов‘язана з перебудовою типу близького впорядкування з високотемпературного на низькотемпературний, прискорюється за рахунок відходу на стоки загартованих (нерівноважних) вакансій.

Поглибити процеси перетворення при кімнатних температурах можливо введенням нерівноважних точкових дефектів, наприклад, за рахунок опромінення прискореними електронами. Дійсно (рис. 8), при опроміненні зразків обох концентрацій флюенсами 2х1017 та 5х1017 е/см2 спостерігається подальше зменшення електроопору. При цьому ефект зміни електроопору при опроміненні виявляється більшим для зразків Ag-20 ат.%Zn. Це можна пояснити більшою концентрацією атомів Zn і, як наслідок, більшим ступенем впорядкування за низькотемпературним типом. При меншій концентрації Zn ефективний шлях для утворення відповідних концентраційних неоднорідностей повинен бути більшим, і, отже, час досягнення мінімуму електроопору повинен бути більшим. Тобто мінімум мав би з‘явитися при дещо більших флюенсах. Нажаль, через технічні труднощі, однозначно встановити цей факт не вдалося.

Подальше зростання електроопору при збільшенні флюенса можна пояснити розвитком областей, що впорядковуються за типом низькоконцентраційної фази. Це призводить до збільшення внутрішніх напружень і, можливо, часткової втрати когерентності границь.

Паралельно дослідженням зміни електроопору проводились дослідження рентгеноструктурним методом. Були досліджені зразки: 1) відпалені при 300оС протягом 4 годин, 2) загартовані від 300оС, 3)опромінені флюенсами 2*1017, 1018, 1.5*1018 е/см2, стан яких відповідає екстремальним або найбільш характерним точкам зміни електроопору.