ИСТИНА

К аморфным материалам внимание физиков, химиков и материаловедов приковано уже более семидесяти лет. Изучение этих объектов, характеризующихся неупорядоченной структурой без дальнего порядка и широким спектром транспортных, магнитных и механических свойств, существенно продвинуло понимание природы конденсированного состояния. С другой стороны, высокий уровень их физико-механических свойств, включая значительную коррозионную стойкость, мотивировал многочисленные материаловедческие и технологические исследования, направленные на получение и использование этих материалов. К металлическим стеклам относят аморфные материалы на основе металлов (Cu, Ni, Fe, Au, Pd, Ti, Zr, Be, La и др.), к которым часто добавляются и неметаллические элементы (В, Si, Р, Sc и др.). Основными традиционными методами получения металлических стекол, обеспечивающими образование неупорядоченной структуры за счет создания множества хаотических центров кристаллизации и торможения их роста, являются закалка ленты из расплава со скоростью ≥106 Kc-1 на движущуюся подложку, термическое осаждение пленок на охлажденные подложки и электросаждение. В последнее время предлагаются новые подходы в создании аморфных и аморфно-нанокристалличеких материалов, связанные с наностеклами и методами повышения пластичности металлических стекол. Принципиально иные методы предложены для получения нового типа наноматериалов - наностекол с перенастраиваемой атомной структурой. Основная идея наноматериалов, выдвинутая в работах Гляйтера и его сотрудников, состоит в существенном повышении доли областей с разупорядоченной структурой в кристалллических материалах (границ зерен, тройных стыков и поверхностей раздела) как основного фактора, позволяющего значительно изменять свойства твердых тел за счет изменения структуры и электронного строения. Следует подчеркнуть, что использование методов ИПД (кручение при высоких давлениях, равноканальное угловое прессование и др.) значительно расширяет возможности нанотехнологии и наноматериаловедения. Есть основания считать, что методы ИПД будут широко использоваться при получении материалов на основе металлических стекол. Получает распространение изготовление объектов ОМС в виде нанопроволок, наносфер и нанопленок. Считается, что наноструктуры возникают при деформации в зонах сдвиговых полос, где имеет место повышение температуры с образованием жидких прослоек и интенсификацией массопереноса. Детали механизма образования наноструктур в зонах сдвиговых полос продолжают уточняться. Перспективный метод изготовления пленок на основе металлического стекла типа Au52Ag5Pd2Cu25Si10Al6 предложен в работе, авторы которой использовали магнетронное напыление с применением порошковых мишеней. Аморфный характер пленок и их структура при этом строго контролировались. В отличие от нанокристаллических, эти аморфные структуры называют наногранулированными, размер границ раздела (стекло-стекло) в которых оценивается равным 0.8-1.2 нм. Для характеристики особенностей структуры наностекол, как и в случае аттестации наноматериалов, привлекаются разнообразные методы: дифракция электронов, рентгеновских лучей и нейтронов (в том числе микроэлектронография отдельных участков и дифракция при малых углах рассеяния); сканирующая и просвечивающая электронная микроскопия (СЭМ и ПЭМ, в том числе и высокоразрешающая (ВР)); атомно-силовая микроскопия (АСМ); РФЭС; аннигиляция позитронов; энергодисперсионная спектроскопия, мёсбауэровская спектроскопия; денситометрия; десорбционные измерения; дифференциальная сканирующая калориметрия. Делокализация поверхностей раздела в наностеклах позволяет ввести в эти объекты много дефектов, что в случае обычных кристаллических материалов практически неосуществимо. Наличие избыточного свободного объема проявляется наиболее значительно в явлениях переноса. Делокализация дефектов в ионных нанообъектах, переход от кристаллических структур к аморфным сопровождается также ростом ионной проводимости. Начинает накапливаться информация и о механических свойствах металлических наностекол. Наноиндентирование пленки металлического наностекла Au52Ag5Pd2Cu25Si10Al6 выявило высокие значения твердости (5.3±0.1 ГПа) и модуля Юнга (~78.8 ГПа), превышающие аналогичные показатели для обычных ОМС. Для металлического наностекла Sc75Fe25 величина твердости составляла 4.57±0.66 ГПа, что также несколько выше значения для ОМС (4.23±0.36 ГПа). Испытания в условиях микросжатия показали, что, в отличие от обычных закаленных ленточных образцов Sc75Fe25, которые обнаруживают чисто упругое поведение и хрупкое разрушение, металлические стекла аналогичного состава проявляют пластичность с некоторым повышением напряжения разрушения (примерно до 1950 МПа). Такое различие, а также специфика поведения образцов после отжига коррелируют с результатами расчетов методом молекулярной динамики и соответствуют концепции решающего влияния количества сдвиговых полос как аккумуляторов свободного объема. В работе говорится ещё об одном важном результате, обнаруженном на металлических наностеклах Sc75Fe25 – ферромагнитное поведение в отличие от парамагнетизма для обычных закаленных ленточных образцов. Кривые намагничивания металлических наностекол размером около 8 нм имеют типичный для ферромагнетиков S-образный вид. С наличием в металлических наностеклах многих поверхностей раздела свя-зываются их высокие каталитические свойства, что экспериментально установлено на примере значительной интенсификации взаимодействия кремнийорганических соединений (типа диметилфенилсиланола) с парами воды. Далеко не все из описанных выше экспериментальных результатов получили однозначное объяснение, что связано с общим состоянием теории строения и свойств наноматериалов и стекол. В этом отношении ещё предстоят значительные дополнительные исследования. Таким образом, вопросы, связанные с изучением структуры и свойств метал-лических нано– и микростекол представляются важными и определяют актуальность данной работы.