1.2. Классификация аморфных металлических сплавов

Многообразие АМС обычно относят к одному из двух типов: металл – металл и металл – металлоид. На рис. 1.3 показаны элементы в периодической системе Д.И. Менделеева, являющиеся компонентами сплавов, аморфизуемых методом закалки металлических расплавов.

Рис. 1.3 Элементы, входящие в состав сплавов, аморфизуемых закалкой расплавов

Элементы, символы которых в двойных рамках, входят в состав сплавов типа металл – металлоид, а элементы, символы которых заштрихованы, входят в состав сплавов типа металл – металл. Видно, что большая часть металлических элементов могут быть компонентами аморфизующихся сплавов.

Сплавы типа металл – металлоид почти без исключения аморфизуются при суммарном содержании металлоидов (B, C, Si, Ge и др) 15…30 ат%. Сплавы типа металл – металл, имеющие в качестве компонентов переходные металлы IIIa, IVa, Va, VIIb и Ib групп таблицы Д.И. Менделеева, аморфизуются в широкой области концентраций. Известны АМС из простых металлов (Mg-Zn, Ca-Mg, Ca-Zn и др.), а также сплавы, содержащие редкоземельные металлы (Gd-Co, Gd-Fe, La-Ga и др.).

Существует определенная индексация АМС, причем, как видно в табл.1.1, российская и международная индексации несколько отличаются одна от другой.

Таблица 1.1

Индексация аморфных металлических сплавов

Основные компоненты АМС	Индексация основных компонентов АМС
	Россия	Международная
Переходные металлы – Sc, Ti, V	Ме1	ТМ1
Переходные металлы – Mn, Fe, Co, Ni	Ме2	ТМ2
Простые металлы – Li, Mg	МеА	S
Простые металлы – Cu, Zn, Al	МеВ	S
Неметаллы	m	M
РЗМ	-	R

Составы бинарных АМС с помощью международных индексов табл.1.1 можно записать следующим образом: ТМ₁-ТМ₂ (бинарный сплав переходных металлов первой и второй групп); ТМ-S (переходный металл – простой металл); ТМ-М (переходный металл-металлоид) и т.д.

Скорость охлаждения расплава зависит от технологии закалки. В случае спинингования и получения аморфной фольги (ленты), необходимо учитывать различие в скоростях закалки на поверхности ленты, контактирующей с диском-холодильником, и в объеме ленты. На рис.1.4 показаны кривые скоростей охлаждения фольги на поверхности и в объеме. Видно существенное различие в скоростях охлаждения контактной поверхности и объема сплава.

vох, К/с 106 - 1 105 2 104 900 800 600 Т, °С

Рис. 1.4 Изменение скорости охлаждения фольги при спининговании с понижением температуры: 1 - охлаждение поверхности фольги; 2 -охлаждение середины фольги.

В целом, при определенной толщине фольги (d), скорость охлаждения расплава (v_ох) определяется теплопередачей к холодильнику (h), теплоемкостью сплава (С_р), его плотностью () и степенью переохлаждения (Т). Для спинингования:

, (1.1)

С ростом скорости охлаждения происходит гомогенизация твердого раствора, получение микрокристаллического или аморфного состояния.

Напомним, что наиболее важным параметром расплава является его вязкость, и низкая температура затвердевания означает высокую вязкость при затвердевании, что в свою очередь способствует замедлению образования кристаллов.