Fonte: Sina Shahbazmohamadi e Peiman Shahbeigi-Roodposhti-Roodposhti, School of Engineering, Università del Connecticut, Storrs, CT

Le leghe con granulometria inferiore a 100 nm sono conosciute come leghe di nanocristallina. A causa delle loro proprietà fisiche e meccaniche migliorate, c'è una domanda sempre crescente di impiegarli in vari settori come semiconduttori, biosensori e aerospaziale.

Per migliorare la lavorazione e l'applicazione delle leghe nanocristalline, è necessario sviluppare materiali sfusi densi quasi al 100% che richiedono un effetto sinergico di temperatura e pressione elevate. Aumentando la temperatura e la pressione applicate, i piccoli grani iniziano a crescere e perdono le loro proprietà distinte. Pertanto, è tecnologicamente importante raggiungere un compromesso tra il legame interparticellare con porosità minima e la perdita di granulometria su scala nanometrica durante il consolidamento a temperature elevate.

In questo studio miriamo ad eliminare l'ossigeno dalla soluzione solida per migliorare la stabilità delle dimensioni nano-granulometriche a temperature elevate. La lega nanocristallina Fe-14Cr-4Hf sarà sintetizzata in un ambiente protetto per evitare la formazione di particelle di ossido.

1. Archiviare i materiali sfusi ad alto contenuto di ossigeno a bassa purezza (bersagli Fe, Cr e Hf) nel vano portaoggetti utilizzando una limatura meccanica alternativa al fine di ridurre al minimo la contaminazione da ossigeno nelle polveri di partenza.
2. Caricare la miscela di polveri per una lega specifica (Fe14Cr4Hf wt.% in questo studio) in una fiala di acciaio inossidabile insieme a sfere di fresatura in acciaio inossidabile 440C (Fig. 1). I diametri delle sfere di fresatura sono 6,4 e 7,9 mm e il rapporto p

La Fig. 3 mostra i dati XRD per OF-Fe14Cr4Hf fresato a sfere ricotto per un'ora a 900°C. C'è un'affilatura dei picchi insieme a lievi spostamenti di picco. È dovuto al rilassamento della tensione del reticolo all'aumentare della temperatura di ricottura. Quando la temperatura di ricottura aumenta, vengono rivelati diversi piccoli picchi tra i quattro principali picchi BCC. Questi indicherebbero la formazione di fasi secondarie.
La Fig. 4a-c mostra immagini TEM e pattern di diffraz...

L'esperimento dimostra come la stabilità delle dimensioni nanogranate dei materiali nanocristallini nominalmente privi di ossigeno possa migliorare rispetto alle leghe con una quantità significativa di ossigeno. In questo studio le polveri OF sintetizzate in atmosfera protetta per minimizzare l'interazione tra ossigeno e soluzione solida portano ad aumentare la segregazione degli elementi di lega ai bordi dei grani e a migliorare la stabilità termodinamica delle granulometrie. Il microscopio TEM si è presentato come ...