У роботі розкрито важливу фундаментальну наукову проблему щодо впливу термічно ініційованих процесів нанокристалізації в аморфних металевих сплавах на основі алюмінію та заліза на їхню атомну структуру, міжфазну морфологію, елементний склад та фізико-хімічні властивості. Зокрема з’ясовано, що вихідні зразки АМС систем Al‒РЗМ‒Ni/Fe (РЗМ  Y, Gd та Dy) та Fe‒Nb‒B‒РЗМ (РЗМ  Y, Gd, Tb та Dy) володіють особливою кластерною структурою і формуються, переважно, з атомів основних елементів, утворюючи гомоатомні пари Al‒Al та Fe‒Fe. У формуванні ближнього порядку також беруть участь атоми РЗМ та Ni/Fe (у випадку Al-АМС). Міжатомні відстані свідчать про донор-акцепторну електронну взаємодію у парах Al‒ПM, а між атомами Al та РЗМ простежується типовий металічний зв’язок. У випадку АМС на основі заліза можна стверджувати лише взаємодію РЗМ‒В. Водночас зменшення відстані Fe‒B, порівняно із сумою атомних радіусів елементів, зафіксовано лише у АМС Fe82Nb2B14Dy2, що може бути пов’язано з особливостями структури кластерів в присутності саме диспрозію. Існування у вихідних Al-АМС трьох основних типів атомних пар у першій координаційній сфері, а саме Al‒Al, Al‒РЗМ та Al‒Ni, утворення нанокристалів Al призводить до розшарування аморфної матриці на дві фази, збагачені РЗМ або Ni, відповідно. Подібний процес не спостерігається у випадку Fe-АМС, причиною чого є наявність великої кількості атомних пар Nb‒Nb, які, концентруючись на міжкластерних межах, утворюють під час відпалу дифузійні шари. Аналіз кінетики ізотермічної кристалізації показав, що ріст зерен (нанокристалів) має дифузійно-контрольований характер, а тому ніобієві шари обмежують ріст та запобігають об’єднанню наночастинок.Магнітні ізотерми РЗМ-легованих (Y, Gd, Tb, Dy) АМС системи Fe–Nb–B за температури 2 К у магнітному полі з величиною індукції до 7 Тл, описують феро/феримагнітну поведінку зразків з насиченням нижче 1 Тл. АМС поділяються на дві групи залежно від величини магнітонеоборотного ефекту (МІ-ефект). Для сплавів першої групи (Y- та Gd-леговані АМС) характерні відносно низькі значення ступеня магнітної необоротності ‒ близько 5 % за низьких температур, тоді як у випадку другої групи (сплави леговані Dy та Tb) ‒ більш ніж 50 % при 2 К. Якщо сплавам Fe82Nb2B14Y2 та Fe82Nb2B14Gd2 характерне високе значення μ (530 та 750, відповідно), то у АМС другої групи додатки РЗМ викликають локальну магнітну анізотропію, яка відповідає за зниження магнітної сприйнятливості майже у п’ять разів.Електрохімічні дослідження показали, що двома важливими факторами, які визначають корозійну тривкість досліджених сплавів систем Al‒РЗМ‒Ni/Fe та Fe‒Nb‒B‒РЗМ є товщина та щільність (поруватість) захисних оксидно-гідроксидних шарів, які формуються на поверхні зразків АМС під дією електрохімічних навантажень. Так збільшення числа циклів поляризації досліджених АМС-електродів призводить до зменшення струмів окиснення у водних розчинах NaCl та, навпаки, до їх зростання у лужному (КОН) середовищі в результаті потовщення/ущільнення та руйнування захисних шарів, відповідно. При цьому важливу роль відіграють також процеси електрохімічного виділення газів та оборотні редокс-перетворення сполук заліза.АМС-електроди систем Al‒РЗМ‒Ni/Fe та Fe‒Nb‒B‒РЗМ володіють електрокаталітичними властивостями щодо РВВ з водних лужних розчинів, при цьому ефективність процесу суттєво зростає за використання відпалених зразків. Електрокаталітична активність досліджених зразків АМС зумовлена збільшенням поверхневої концентрації Ni (для Al-AMC) і РЗМ (для Fe-AMC) в результаті електрохімічного окиснення-відновлення поверхні АМС та, відповідно, відпалу. З’ясовано, що найперспективнішими електродними матеріалами для електрохімічного виділення водню з лужних розчинів є відпалені зразки АМС Al87Ni8Y4Dy1 та Fe84Nb2B14Gd2.

Постачальник даних: УкрІНТЕІ (Український Інститут науково-технічної експертизи та Інформації)

  Завантажити автореферат