LIBM
ЛПРМ
Laboratory of Internal Boundaries in Metals
Лаборатория Поверхностей Раздела в Металлах
Важнейшие результаты
Most important results
Образование равновесных зернограничных прослоек квазижидкой фазы и ускорение диффузии по границам зерен
Гипотеза об образовании квазижидкой прослойки на границах зерен в системе Cu-Bi была выдвинута нами ранее по результатам изучения зернограничной сегрегации висмута. Если такая квазижидкая прослойка действительно образуется, то изменения структуры границ можно наблюдать in situ чувствительными методами измерения диффузии радиоактивных изотопов по границам, что и было сделано в работе [1]. Зернограничная диффузия радиоактивных изотопов 64Cu и 207Bi измерялась в наборе подробно охарактеризованных поликристаллических сплавов Cu-Bi как в однофазной области (твердого раствора) фазовой диаграммы, так и в двухфазной области фазовой диаграммы, где в равновесии находятся твердый раствор на основе меди и расплав (Рис. 1). Резкое возрастание диффузионной проницаемости границ на два порядка величины наблюдалось при концентрациях висмута, которые однозначно находятся в однофазной области (твердого раствора) фазовой диаграммы Cu-Bi, то есть при концентрациях висмута ниже объемного солидуса (Рис. 2). Концентрация Bi, при которой резко возрастает диффузионная проницаемость границ, одинакова для атомы матрицы и примеси (меди и висмута). Она совпадает также с концентрацией, при которой наблюдается скачок от однослойной к многослойной адсорбции висмута на ГЗ в меди (Рис. 1 и 2). При дальнейшем увеличении концентрации висмута, в том числе при переходе из области твердого раствора в двухфазную область, диффузионная проницаемость ГЗ остается практически неизменной. Данные результаты [1] впервые убедительно подтверждают гипотезу о фазовом переходе предсмачивания на ГЗ в системе Cu-Bi.
Рис. 1. Точки на фазовой диаграмме Cu-Bi, в которых изучалась диффузия 64Cu и 207Bi
Рис. 2. Зависимость диффузионной проницае-мости границ P =sdDGB от концентрации Bi для 64Cu
1. S.V. Divinski, M. Lohmann, Chr. Herzig, B. Straumal, B. Baretzky, W. Gust
Grain boundary melting phase transition in the Cu-Bi system
Phys. Rev. B 71 (2005) 104104 PDF