Процеси переносу заряду, маси та тепла в композиті FeNi

Анотація

У роботі представлено дослідження процесів взаємної дифузії в бінарній системі Fe - Ni (отриманій електроконденсацією порошків нікелю і заліза) методом рентгенівської енергодисперсійної спектроскопії, а також процесів тепло- і електропровідності в температурному інтервалі 5-300 К. Виявлено добре розділені області майже чистого заліза і нікелю. Вміст нікелю, оцінений за концентраційною залежністю коефіцієнта взаємної дифузії, що визначає кінетику процесу гомогенізації електроконсолідованого зразка композиту Fe - Ni, склав ~ 70 ат. %. Значення коефіцієнта взаємної дифузії електроконсолідованого композиту Fe - Ni значно вище, ніж у сплаву аналогічного складу, що, ймовірно, є результатом впливу технології SPS (тиск і струм в одному напрямку під час консолідації), а також значного вкладу зернограничного дифузійного масопереносу в композиті. Встановлено, що електро- і теплопровідність електроконсолідованого зразка істотно вищі, ніж у зразків того ж складу, отриманих плавлінням. Виявлено, що температурні залежності електроопору електроконсолідованого зразка в дослідженому інтервалі 5-300 К обумовлені розсіюванням електронів на дефектах і на фононах, причому розсіювання електронів на фононах можна з високою точністю апроксимувати співвідношення Блоха-Грюнайзена-Вільсона. В роботі показано, що експериментальні дані про температурні залежності ефективних електричного опору та теплопровідності в інтервалі 4.2-300 К електроконсолідованого композиту Fe0.50Ni0.50 знаходяться всередині меж Hashin-Shtrikman для провідностей трифазної системи. Складовими системи є чисті Fe та Ni, а в якості третьої фази розглянуте межзеренне середовище у вигляді сплаву з середнім складом, близьким до Fe0.50Ni0.50.