Метастабильные состояния в сплавах Co−C, полученных методом ионно-плазменного напыления
Модернизированным методом ионно-плазменного напыления в пленках системы кобальт−углерод в широких концентрационных интервалах получены метастабильные состояния, включая аморфную и микрокристаллическую фазы. Определены периоды кристаллических решеток метастабильных фаз, установлена последовательность...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Физика и техника высоких давлений |
|---|---|
| Дата: | 2008 |
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України
2008
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/70405 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Метастабильные состояния в сплавах Co−C, полученных методом ионно-плазменного напыления / С.И. Рябцев, О.Е. Белецкая, В.Ф. Башев, Ф.Ф. Доценко, Г.А. Сергеев // Физика и техника высоких давлений. — 2008. — Т. 18, № 1. — С. 53-62. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859646371461595136 |
|---|---|
| author | Рябцев, С.И. Белецкая, О.Е. Башев, В.Ф. Доценко, Ф.Ф. Сергеев, Г.А. |
| author_facet | Рябцев, С.И. Белецкая, О.Е. Башев, В.Ф. Доценко, Ф.Ф. Сергеев, Г.А. |
| citation_txt | Метастабильные состояния в сплавах Co−C, полученных методом ионно-плазменного напыления / С.И. Рябцев, О.Е. Белецкая, В.Ф. Башев, Ф.Ф. Доценко, Г.А. Сергеев // Физика и техника высоких давлений. — 2008. — Т. 18, № 1. — С. 53-62. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Физика и техника высоких давлений |
| description | Модернизированным методом ионно-плазменного напыления в пленках системы кобальт−углерод в широких концентрационных интервалах получены метастабильные состояния, включая аморфную и микрокристаллическую фазы. Определены периоды кристаллических решеток метастабильных фаз, установлена последовательность формирования и распада промежуточных фаз при переходе сплавов в равновесное состояние. Измерены магнитные характеристики напыленных сплавов в исходных и термообработанных состояниях, дано объяснение полученным результатам.
The Co−C films were produced by modernized method of ion-plasma sputtering. The metastable states including amorphous and microcrystalline phases were obtained in the wide concentration intervals of Co-C alloys. The lattice parameters of metastable phases were determined, the sequence of formation and decomposition of intermediate phases during transition of alloys to equilibrium state was established. The magnetic characteristics of as-deposited and heat-treated alloys were measured. The explanation of obtained results was offered.
|
| first_indexed | 2025-12-07T13:27:43Z |
| format | Article |
| fulltext |
Физика и техника высоких давлений 2008, том 18, № 1
53
PACS: 81.15.Fg, 61.43.Dq, 64.60.My, 75.70.−i
С.И. Рябцев, О.Е. Белецкая, В.Ф. Башев, Ф.Ф. Доценко, Г.А. Сергеев
МЕТАСТАБИЛЬНЫЕ СОСТОЯНИЯ В СПЛАВАХ Co−C,
ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДОМ ИОННО-ПЛАЗМЕННОГО НАПЫЛЕНИЯ
Днепропетровский национальный университет
просп. Гагарина, 72, г. Днепропетровск, 49050, Украина
E-mail: physmet@ff.dsu.dp.ua
Статья поступила в редакцию 12 января 2007 года
Модернизированным методом ионно-плазменного напыления в пленках системы
кобальт−углерод в широких концентрационных интервалах получены метаста-
бильные состояния, включая аморфную и микрокристаллическую фазы. Определе-
ны периоды кристаллических решеток метастабильных фаз, установлена после-
довательность формирования и распада промежуточных фаз при переходе спла-
вов в равновесное состояние. Измерены магнитные характеристики напыленных
сплавов в исходных и термообработанных состояниях, дано объяснение получен-
ным результатам.
Введение
Фиксирование новых метастабильных состояний: сильнопересыщенных
твердых растворов (СПТР), метастабильных кристаллических, микрокристал-
лических и аморфных фаз в высокоуглеродистых системах переходный ме-
талл−углерод (ПМ−C) вызывает значительный интерес, связанный с возмож-
ностью практического использования таких материалов в пленочной техноло-
гии и в микроэлектронике. Это обусловлено наличием ряда улучшенных фи-
зических характеристик за счет возникновения в структуре быстроохлажден-
ных сплавов ряда промежуточных метастабильных карбидов [1−3].
В промышленных условиях при получении отливок из сплавов ПМ−C вме-
сто стабильной углеродной фазы часто формируются метастабильные карбиды
Fe3C, Co3C, Ni3C. Это связано с тем, что для кристаллизации последних нужно
незначительное переохлаждение расплава по отношению к линии эвтектиче-
ской горизонтали равновесной диаграммы состояния [4], поэтому в результате
незначительного отличия в составах карбидов и исходного расплава кинетиче-
ски более выгодной становится кристаллизация перечисленных карбидов.
Цель данной работы состояла в изучении особенностей формирования и
термической устойчивости аморфных и микрокристаллических фаз в высо-
коуглеродистых пленках системы Co−C, а также в исследовании некоторых
Физика и техника высоких давлений 2008, том 18, № 1
54
физических свойств: относительного поверхностного электросопротивления
и магнитных характеристик.
Методика эксперимента
В качестве эффективного метода высокоскоростного охлаждения мате-
риалов при закалке из парообразного состояния (ЗПС) использовался мо-
дернизированный метод трехэлектродного ионно-плазменного распыления
наборных мишеней на установке УРМ-3.279.014 [5]. Наборные мишени
представляли собой отдельные параллелепипеды чистых элементов (кобаль-
та и углерода) размером 20 × 20 × 5 mm, разделенных между собой барьер-
ными ячейками с функцией электростатических линз, позволявших в 5−7 раз
увеличивать скорость распыленных с мишени атомов (ионов) элементов пе-
ред соударением с диэлектрической подложкой из ситалла, на которую про-
водилось осаждение. Скорость охлаждения осаждаемых атомов из парооб-
разной фазы по теоретическим оценкам составляет 1013−1014 K/s [6], что на
7−8 порядков превышает максимальные скорости охлаждения, которые реа-
лизуются при закалке из жидкого состояния (ЗЖС). В процессе ЗПС для
рентгеноструктурных исследований фазового состава полученных образцов
одновременно и в идентичных условиях проводилось также напыление на
свежий скол монокристалла поваренной соли.
Напыленные пленки (толщиной 8−10 nm) после растворения соли исполь-
зовали для последующего изучения методом электронной микроскопии на
просвет в микроскопе УЭМВ-100К. Фазовый состав полученных пленок ис-
следовали с помощью рентгеноструктурного анализа (РСА) на установке
УРС-2.0 в фильтрованном кобальтовом Kα-излучении. По политермам отно-
сительного электросопротивления пленок толщиной ≈ 45 nm судили о тер-
мической устойчивости и особенностях распада возникших неравновесных
состояний. Политермы строили на основе данных 4-зондового метода в про-
цессе непрерывного нагрева и охлаждения пленок со скоростью 10 K/min в
вакууме (10−2 Ра). Измерения коэрцитивной силы Hc пленок проводили на
вибрационном магнитометре в максимальном намагничивающем поле 1 T,
приложенном параллельно поверхности пленки. Для оценки составов полу-
чаемых пленок использовали специальную методику [8], учитывавшую за-
висимость между относительной площадью распыления, которую занимает
элемент, и его содержанием в осажденной пленке. Данная методика позво-
ляла определять состав пленок с точностью до ±2 at.% С. Исследованию
подвергали пленки сплавов Co−C, содержащих 5, 11, 18, 26, 52 at.% С.
Экспериментальные результаты и их обсуждение
Анализ данных РСА напыленных пленок Co−C (результаты которого
приведены в табл. 1 и схематически представлены на рис. 1,б) показывает,
что в процессе ЗПС формируются структурные состояния, существенно от-
личные от описываемых равновесной диаграммой состояния (рис. 1,а). Как
Физика и техника высоких давлений 2008, том 18, № 1
55
Таблица 1
Фазовый состав закаленных из пара исходных пленок Co−C
Состав, at.% C Фазовый состав исходных пленок
5 СПТР (а = 0.3570 nm)
11 СПТР (а = 0.3581 nm) + Со3С
18 НКФ (L = 12 nm)
26 РАФ (L = 3.5 nm)
52
Со2С (а = 0.2864 nm; b = 0.4509 nm;
с = 0.4395 nm) + свободный углерод
отмечалось выше, сплавы системы Co−C склонны к формированию нерав-
новесных состояний (в частности, метастабильных карбидов) при ускорен-
ном охлаждении расплава. С учетом этого представлялось интересным со-
поставить результаты исследования с данными по фазовому составу и струк-
туре тонких фольг, полученных ЗЖС [7]. Как показано в работе [7], при охлаж-
дении расплава со скоростями 5·106 K/s в сплавах Co−C с содержанием угле-
рода более 6 at.%, наряду с СПТР на основе высокотемпературной модифика-
ции ГЦК-решетки β-Co, фиксируется метастабильный карбид Со3С с ром-
бической решеткой (a = 0.4491 nm; b = 0.5144 nm; с = 0.6716 nm). По оцен-
кам авторов [7], предельная концентрация углерода в решетке β-Co в спла-
вах, полученных ЗЖС, составляет 5.9 at.% (в условиях равновесия эта кон-
центрация при эвтектической температуре не превышает 4.1 at.%).
Рис. 1. Диаграммы со-
стояния сплавов Co−C (а:
сплошные линии – стабиль-
ное равновесие, пунктир-
ные и штрихпунктирные –
метастабильное равнове-
сие соответственно после
ЗЖС и ЗПС) и обнаруже-
ния метастабильных фаз
после ЗПС (б)
Физика и техника высоких давлений 2008, том 18, № 1
56
Образование СПТР является одним из наиболее изученных эффектов кри-
сталлизации расплавов с высокими скоростями охлаждения, для полуколиче-
ственной интерпретации которого успешно применяется концепция метаста-
бильных диаграмм состояния [4]. В рамках этой концепции изменение насы-
щенности твердых растворов и смещение эвтектической точки с увеличением
скорости охлаждения расплава (и соответственно повышения переохлажде-
ния) могут быть описаны линейными экстраполяциями линий ликвидус и со-
лидус в метастабильную переохлажденную область (рис. 1,а). С учетом при-
веденного выше значения концентрации СПТР в фольгах, полученных ЗЖС,
штриховыми линиями на рис. 1,а показана метастабильная диаграмма, соот-
ветствующая скоростям охлаждения ~ 107 K/s. Как следует из этой диаграм-
мы, снижение температуры метастабильной эвтектики (β-Со + Co3C) при мак-
симальных скоростях охлаждения, достигаемых в методе ЗЖС, составляет
~ 130 K, состав эвтектики смещается до концентрации 21 at.% C, а предельная
насыщенность твердого раствора, как и в работе [7], достигает 5.9 at.% С. Пе-
риод решетки твердого раствора при этом равен 0.3575 nm.
Анализ концентрационной зависимости постоянной решетки твердого
раствора углерода в ГЦК-решетке β-кобальта, проведенный по данным [7] и
результатам настоящей работы, позволил получить выражение а = 0.3544 +
+ 0.000515x nm (x − at.% C). В соответствии с этим соотношением, содержа-
ние углерода в твердом растворе β-Co в напыленной пленке с 11 at.% С
(табл. 1) составляет ~ 7.1 at.%. В рамках концепции метастабильных диа-
грамм состояния это означает, что кристаллизация при ЗПС должна проис-
ходить при существенно более высоком (~ 240 K) переохлаждении, при ко-
тором концентрация метастабильной эвтектики сдвигается к концентрации
~ 28 at.% C (штрихпунктирные линии на рис. 1,а).
Необходимо отметить, что, несмотря на достаточно приближенный характер
построенной диаграммы метастабильного равновесия, она может быть ис-
пользована в качестве основы для интерпретации неравновесных состояний,
полученных в напыленных пленках. Действительно, как следует из данных,
приведенных в табл. 1, и результатов электронно-микроскопических исследо-
ваний (рис. 2), по мере приближения состава сплава к составу метастабиль-
ной эвтектики структура существенно измельчается до практически «бес-
структурного» состояния (рис. 2,в). Оценки размеров областей когерентного
рассеяния L в структуре пленок с 18 и 26 at.% углерода, сделанные по фор-
муле Селякова−Шерера, дали значения соответственно 12 и 3.5 nm (табл. 1).
Первое из этих значений характерно для нанокристаллических фаз (НКФ),
получаемых в условиях существенного подавления роста кристаллов в про-
цессе затвердевания пленки. Дифракционная картина пленки Co−26 at.% C
(рис. 3), на которой четко видны два размытых диффузных максимума, имеет
вид, типичный для аморфного состояния. Размеры областей когерентного
рассеяния в этой структуре достаточно малы (3.5 nm), но, тем не менее,
почти в два раза выше, чем в стеклах металл−металлоид [4]. Ввиду того,
Физика и техника высоких давлений 2008, том 18, № 1
57
0.21μm 0.21μm
а б
0.21μm
в г
Рис. 2. Электронно-микроскопические снимки (а−в) и электронограмма (г) свеже-
напыленных пленок Co−C: а − 5 at.% C; б − 18; в, г − 26
что полученные в работе данные струк-
турных исследований не позволяют од-
нозначно судить о природе неупорядо-
ченной фазы, которая формируется в
напыленной пленке с 26 at.% C, для ее
обозначения был использован термин
«рентгеноаморфная фаза» (РАФ) [4].
Формирование структур без дальнего
кристаллического порядка в сплавах
Co−C при ЗПС хорошо согласуется с
наиболее известным критерием «глубо-
кой эвтектики», который характеризует
склонность расплавов к аморфизации
[4]. Согласно этому критерию, чем бли-
же температура начала кристаллизации
расплава (в данном случае − метаста-
бильной эвтектики Т ″
МЕ
(см. рис. 1,а)) к температуре стеклования, которая явля-
ется плавной функцией состава, тем легче подавить процессы кристаллизации.
В сплаве с концентрацией углерода выше 33 at.% (52 at.% C) вместо
формирования карбида Со3С кинетически более выгодной становится
400 200 200 400
1.0
0.5
0.5
1.0
–
–
M
, n
or
m
.u
n.
H, Oe
1
2
–
–
Рис. 3. Типичные кривые намагничи-
вания свеженапыленных пленок: 1 −
чистого кобальта; 2 − рентгеноаморф-
ного сплава Co−26 at.% C
Физика и техника высоких давлений 2008, том 18, № 1
58
кристаллизация другого метастабильного карбида − Со2С с ромбической
решеткой (а = 0.2864 nm; b = 0.4509 nm; с = 0.4395 nm) и избыточного уг-
лерода. Следует отметить, что периоды решетки карбида Со2С, получен-
ного методом ЗПС, несколько отличаются от периодов решетки этого же
карбида, полученного в процессе карбюризации кобальта в атмосфере уг-
лерода (а = 0.2897 nm; b = 0.4436 nm; с = 0.4364 nm) [9]. Этот факт, вероят-
нее всего, свидетельствует об образовании в условиях сверхнеравновесного
затвердевания твердого раствора вычитания (Co2−xСx), причем некоторая
часть углерода присутствует в структуре пленок в свободном виде (табл. 1).
Термическую устойчивость и уро-
вень метастабильности возникающих
при ЗПС состояний в настоящей ра-
боте оценивали по политермам элек-
тросопротивления (рис. 4) с помощью
температур начала превращений и от-
ношения (R0 – Rt)/R0, где R0 и Rt − со-
ответственно сопротивление пленки
до и после отжига. Оказалось, что
наибольшей температурной устойчи-
востью структуры (~ 450°С) обладают
пленки Co−C с содержанием углерода
около 50 at.%, а наименьшей (270°C) –
аморфные пленки Co−26 at.% C. Од-
нако уровень метастабильности обра-
зующихся при напылении структур в
пленках с различным содержанием углерода является очень высоким и со-
ставляет 0.7−0.8 от величины исходного начального сопротивления. Анализ
политерм электросопротивления также показал, что пленки со структурами
без дальнего порядка обладают достаточно низким ((3−5)·10−4 K−1) положи-
тельным температурным коэффициентом сопротивления (ТКС). Отметим
также, что, как видно из рис. 2, переход в состояние с пониженной свобод-
ной энергией всех неравновесных структур, формирующихся в напыленных
пленках сплавов Co−C, происходит в два этапа.
Сопоставление результатов РСА структуры пленок, нагретых до разных
температур, с политермами электросопротивления показало, что в зависимости
от состава пленок последовательность фазовых превращений имеет такой вид:
1) Co−18% C: НКФ β-Со + Со2С β-Со + Со3С,
2) Co−26% C: РАФ β-Со + Со2С β-Со + Со3С,
3) Co−52% C: Со2С + С β-Со + Со2С + С β-Со + Со3С + С.
Примечательно, что на первой стадии распада структуры пленок с 18 и
26 at.% C формируется смесь СПТР на основе β-Со и метастабильного карби-
0 200 400 600
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
T, °C
3
2
1
R
/R
0
Рис. 4. Изменения относительного элек-
тросопротивления напыленных пленок
кобальт−углерод при нагреве и после-
дующем охлаждении со скоростью
10 K/min: 1 − 52 at.% C; 2 − 18; 3 − 26
390–450°С 520–550°С
270–380°С 430°С
500–530°С430°С
Физика и техника высоких давлений 2008, том 18, № 1
59
да Со2С, превращающегося при более высоких температурах во всех пленках
в карбид Со3С. Из известного правила ступеней Оствальда, согласно которо-
му на каждой стадии распада формируются более равновесные структуры, и
приведенной схемы следует, что степень метастабильности карбида Со3С ни-
же, чем Со2С. Дополнительным аргументом, подтверждающим относительно
высокую устойчивость метастабильного карбида Со3С, служит тот факт, что
он сохраняется в структуре всех пленок при нагреве до температуры 600°С.
С другой стороны, формирование на начальной стадии распада НКФ и РАФ
дисперсных выделений фаз с решеткой β-Со и Со2С дает основания предполо-
жить, что основу этих структур составляют кластеры с ближним порядком, ха-
рактерным для образующихся фаз. Это обстоятельство, а также качественное
соответствие фазового состава напыленных пленок диаграмме метастабильного
равновесия (см. рис. 1) указывают на то, что процесс конденсации паровой фа-
зы в методе ЗПС проходит, как утверждается в работе [11], через кратковре-
менную стадию образования практически двумерной жидкой пленки с после-
дующей ее кристаллизацией, т.е. по механизму пар−жидкость−твердая фаза
(П−Ж−Т). Основанием для такого утверждения послужил экспериментально
установленный авторами факт формирования в процессе ЗПС в пленках эквиа-
томных составов NiAl и CoAl упорядоченных фаз со структурой типа CsCl, ко-
торые в равновесных условиях кристаллизуются непосредственно из расплава.
Следует отметить, что метастабильные карбиды Со3С и Со2С с ромбиче-
скими решетками ранее были синтезированы в условиях высоких внешних
давлений [9], причем, по данным авторов работы [10], карбид кобальта Со3С
становится стабильным, например, уже при давлении 20 МРа. Эти результа-
ты с учетом установленного в экспериментах по ЗЖС аналогичного харак-
тера влияния температуры (переохлаждения) и давления как термодинами-
ческих параметров на процесс кристаллизации [4] также согласуются с
предположением о формировании пленок в описанных выше условиях экс-
перимента по механизму П−Ж−Т.
Формирование метастабильных структурных состояний и их последую-
щий отжиг существенным образом сказываются на магнитных свойствах
пленок. Прежде всего следует отметить, что коэрцитивная сила Hc пленок с
нанокристаллической и аморфной структурами в свеженапыленном состоя-
нии (табл. 2) существенно выше, чем высокоуглеродистых напыленных кри-
сталлических пленок Fe−C (Hc = 5−10 Ое [12]). Низкотемпературный отжиг,
в результате которого происходит частичный распад неупорядоченных
структур и формируются дисперсные кристаллиты СПТР на основе β-Co и
карбида Со2С, приводит к незначительному снижению коэрцитивной силы
(табл. 2). По всей видимости, высокие значения коэрцитивной силы в плен-
ках с частично кристаллической структурой обусловлены эффективным
тормозящим влиянием окружающей аморфной матрицы на процессы пере-
магничивания наноразмерных частиц ферромагнитного кобальта. В процес-
се отжига при температуре 823 K в пленках с содержанием 18 и 26 at.% C
Физика и техника высоких давлений 2008, том 18, № 1
60
формируется смесь кристаллов карбида Со3С и практически равновесного
твердого раствора, что приводит к существенному снижению Hc (табл. 2).
Таблица 2
Зависимость коэрцитивной силы пленок Co−C
от состава и режимов термообработки
Коэрцитивная сила, Oe
после термообработки (5 min), KСостав сплава в исходном
состоянии 473 823
Со−18 at.% С 95 85 20
Со−26 at.% С 150 140 40
Со−52 at.% С < 5 < 5 205
В то же время коэрцитивная сила пленки Co−52 at.% C со структурой
смеси метастабильного карбида Со2С и свободного углерода существенно
меньше (≤ 5 Oe), что свидетельствует о сравнительно низкой магнитной же-
сткости данного карбида. Однако распад этой структуры на более равновес-
ную смесь β-Co + Со3С + свободный дисперсный углерод в процессе отжига
при 823 K приводит к резкому повышению Hc до 205 Oe (табл. 2), что от-
крывает перспективы использования высокоуглеродистых сплавов Co−C в
качестве магнитожестких пленочных материалов.
Известно, что коэрцитивная сила ферромагнитных материалов сущест-
венно зависит от их структуры. Сопоставление данных, приведенных в табл.
2, и результатов структурных исследований позволяет предположить, что
уровень магнитожестких характеристик термообработанных пленок Co−C
обусловлен такими основными факторами: 1) значительным (за счет внедре-
ния атомов углерода) увеличением периодов решетки β-Со, на базе которо-
го, вероятно, сформирован ближний порядок в рентгеноаморфной и микро-
кристаллической фазах, а также связанной с этим деформацией ГЦК-
решетки; 2) торможением процесса перемагничивания доменных стенок
ферромагнитного β-кобальта окружающими его сплошными диамагнитны-
ми прослойками из ультрадисперсного углерода, которые в специальной ли-
тературе иногда называют «углеродной шубой» [2], что особенно заметно
проявляется в отожженных пленках с высоким содержанием углерода.
К недостаткам петель гистерезиса исходных магнитожестких пленок
Co−C (рис. 4) следует отнести сравнительно низкую их прямоугольность
(отношение Mr/Mmax на уровне ~ 0.8), несколько повышающуюся после низ-
котемпературной термообработки, а также незначительную асимметрию,
для объяснения которой требуются дальнейшие исследования.
Выводы
Установлено, что закалка из паровой фазы сплавов Co−C в широком диа-
пазоне концентраций приводит к формированию неравновесных состояний:
Физика и техника высоких давлений 2008, том 18, № 1
61
сильнопересыщенных твердых растворов углерода в β-Co, метастабильных
карбидов Со3С и Со2С и фаз без дальнего кристаллического порядка, при-
чем закономерности процесса структурообразования качественно описыва-
ются с помощью диаграммы метастабильного равновесия. В процессе рас-
пада неравновесных структур в условиях нагрева с постоянной скоростью,
который происходит в несколько стадий, наблюдается стабилизация высо-
котемпературной модификации β-Co. В зависимости от состава и режима
термообработки коэрцитивная сила напыленных пленок меняется в доста-
точно широких пределах − от 5 до 205 Ое. По уровню электрических и маг-
нитных свойств полученные в работе пленки перспективны для использова-
ния в устройствах микроэлектроники в качестве высокоомных пленочных
резисторов с низким ТКС, а также носителей магнитной памяти для про-
дольной записи в виде магнитожестких материалов со слабой связью между
ферромагнитными частицами ГЦК-Со.
1. Г.И. Фролов, В.С. Жигалов, Л.И. Квеглис, С.М. Жарков, О.А. Баюков, Ю.В. Вер-
шинин, А.Л. Басько, ФММ 88, № 2, 85 (1999).
2. В.С. Жигалов, О.А. Баюков, Р.С. Исхаков, Г.И. Фролов, ФММ 93, № 3, 105 (2002).
3. X. Nie, J.C. Jiang, L.D. Tung, L. Spinu, E.L. Meletis, Thin Solid Films 415, 211 (2002).
4. И.С. Мирошниченко, Закалка из жидкого состояния, Металлургия, Москва (1982).
5. В.Ф. Башев, Ф.Ф. Доценко, И.С. Мирошниченко, В.И. Лозяной, Устройство для
получения аморфного сплава, А. с. № 1817484 СССР, Опубл. 01.09.93, Бюл. №
19.
6. У.А. Грант, А. Али, Л.Т. Чаддертон, П.Дж. Грунди, Е. Джонсон, в кн.: Быстро-
закаленные металлы, Б. Кантор (ред.), Металлургия, Москва (1983), с. 52−57.
7. R.C. Ruhl, M. Cohen, Scr. Metall. 1, 73 (1967).
8. V.F. Bashev, F.F. Dotsenko, I.S. Miroshnichenko, V.M. Pasal’skii, The Physics of
Metals and Metallography 73, № 2, 152 (1992).
9. А.А. Вертман, В.К. Григорович, А.А. Недумов, А.М. Самарин, ДАН СССР 162,
1304 (1965).
10. Е.Ю. Тонков, Фазовые диаграммы элементов при высоком давлении, Наука,
Москва (1979).
11. В.Ф. Башев, И.С. Мирошниченко, Ф.Ф. Доценко, Изв. АН СССР. Металлы № 6,
55 (1989).
12. В.Ф. Башев, В.И. Большаков, О.Е. Белецкая, Г.П. Брехаря, Ф.Ф. Доценко, А.И. Куш-
нерев, в сб.: Строительство. Материаловедение, Днепропетровск (2004), вып. 2, с. 20.
S.I. Ryabtsev, O.E. Beletskaya, V.F. Bashev, F.F. Dotsenko, G.A. Sergeev
METASTABLE STATES IN Co−C ALLOYS OBTAINED
BY THE METHOD OF ION-PLASMA SPUTTERING
The Co−C films were produced by modernized method of ion-plasma sputtering. The
metastable states including amorphous and microcrystalline phases were obtained in the
Физика и техника высоких давлений 2008, том 18, № 1
62
wide concentration intervals of Co-C alloys. The lattice parameters of metastable phases
were determined, the sequence of formation and decomposition of intermediate phases
during transition of alloys to equilibrium state was established. The magnetic characteris-
tics of as-deposited and heat-treated alloys were measured. The explanation of obtained
results was offered.
Fig. 1. Phase diagrams of Co−C alloys (а: solid lines − stable equilibrium, dotted lines
and dash-dots − metastable equilibrium after the quenching from liquid and metastable
equilibrium after the quenching from vapor, respectively) and metastable phases formed
after the quenching from vapor (б)
Fig. 2. Electron micrographs (а−в) and eleсtronogram (г) of as-deposited Co-C films: а −
5 at.% C; б − 18; в, г − 26
Fig. 3. Typical magnetization curves of as-deposited films: 1 − pure cobalt; 2 − roentgen-
amorphous Co−26 at.% C alloy
Fig. 4. Changes of the relative electrical resistance during heating the sputtered Co−C
films followed by cooling at a rate of 10 K/min: 1 − 52 at.% C; 2 − 18; 3 − 26
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-70405 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0868-5924 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T13:27:43Z |
| publishDate | 2008 |
| publisher | Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Рябцев, С.И. Белецкая, О.Е. Башев, В.Ф. Доценко, Ф.Ф. Сергеев, Г.А. 2014-11-04T15:18:20Z 2014-11-04T15:18:20Z 2008 Метастабильные состояния в сплавах Co−C, полученных методом ионно-плазменного напыления / С.И. Рябцев, О.Е. Белецкая, В.Ф. Башев, Ф.Ф. Доценко, Г.А. Сергеев // Физика и техника высоких давлений. — 2008. — Т. 18, № 1. — С. 53-62. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. 0868-5924 PACS: 81.15.Fg, 61.43.Dq, 64.60.My, 75.70.−i https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/70405 Модернизированным методом ионно-плазменного напыления в пленках системы кобальт−углерод в широких концентрационных интервалах получены метастабильные состояния, включая аморфную и микрокристаллическую фазы. Определены периоды кристаллических решеток метастабильных фаз, установлена последовательность формирования и распада промежуточных фаз при переходе сплавов в равновесное состояние. Измерены магнитные характеристики напыленных сплавов в исходных и термообработанных состояниях, дано объяснение полученным результатам. The Co−C films were produced by modernized method of ion-plasma sputtering. The metastable states including amorphous and microcrystalline phases were obtained in the wide concentration intervals of Co-C alloys. The lattice parameters of metastable phases were determined, the sequence of formation and decomposition of intermediate phases during transition of alloys to equilibrium state was established. The magnetic characteristics of as-deposited and heat-treated alloys were measured. The explanation of obtained results was offered. ru Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України Физика и техника высоких давлений Метастабильные состояния в сплавах Co−C, полученных методом ионно-плазменного напыления Метастабільні стани у сплавах Со–С, отриманих методом іонно-плазмового напилення Metastable states in Co−C alloys obtained by the method of ion-plasma sputtering Article published earlier |
| spellingShingle | Метастабильные состояния в сплавах Co−C, полученных методом ионно-плазменного напыления Рябцев, С.И. Белецкая, О.Е. Башев, В.Ф. Доценко, Ф.Ф. Сергеев, Г.А. |
| title | Метастабильные состояния в сплавах Co−C, полученных методом ионно-плазменного напыления |
| title_alt | Метастабільні стани у сплавах Со–С, отриманих методом іонно-плазмового напилення Metastable states in Co−C alloys obtained by the method of ion-plasma sputtering |
| title_full | Метастабильные состояния в сплавах Co−C, полученных методом ионно-плазменного напыления |
| title_fullStr | Метастабильные состояния в сплавах Co−C, полученных методом ионно-плазменного напыления |
| title_full_unstemmed | Метастабильные состояния в сплавах Co−C, полученных методом ионно-плазменного напыления |
| title_short | Метастабильные состояния в сплавах Co−C, полученных методом ионно-плазменного напыления |
| title_sort | метастабильные состояния в сплавах co−c, полученных методом ионно-плазменного напыления |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/70405 |
| work_keys_str_mv | AT râbcevsi metastabilʹnyesostoâniâvsplavahcocpolučennyhmetodomionnoplazmennogonapyleniâ AT beleckaâoe metastabilʹnyesostoâniâvsplavahcocpolučennyhmetodomionnoplazmennogonapyleniâ AT baševvf metastabilʹnyesostoâniâvsplavahcocpolučennyhmetodomionnoplazmennogonapyleniâ AT docenkoff metastabilʹnyesostoâniâvsplavahcocpolučennyhmetodomionnoplazmennogonapyleniâ AT sergeevga metastabilʹnyesostoâniâvsplavahcocpolučennyhmetodomionnoplazmennogonapyleniâ AT râbcevsi metastabílʹnístaniusplavahsosotrimanihmetodomíonnoplazmovogonapilennâ AT beleckaâoe metastabílʹnístaniusplavahsosotrimanihmetodomíonnoplazmovogonapilennâ AT baševvf metastabílʹnístaniusplavahsosotrimanihmetodomíonnoplazmovogonapilennâ AT docenkoff metastabílʹnístaniusplavahsosotrimanihmetodomíonnoplazmovogonapilennâ AT sergeevga metastabílʹnístaniusplavahsosotrimanihmetodomíonnoplazmovogonapilennâ AT râbcevsi metastablestatesincocalloysobtainedbythemethodofionplasmasputtering AT beleckaâoe metastablestatesincocalloysobtainedbythemethodofionplasmasputtering AT baševvf metastablestatesincocalloysobtainedbythemethodofionplasmasputtering AT docenkoff metastablestatesincocalloysobtainedbythemethodofionplasmasputtering AT sergeevga metastablestatesincocalloysobtainedbythemethodofionplasmasputtering |