Reverzibilis és irreverzibilis szerkezeti relaxáció és az üvegátalakulás kapcsolatának vizsgálata nagy üvegképzö hajlamú fémes rendszerekben
Title in English
Reversible and irreversible structural relaxation and the glass transition in high glass forming metallic systems
Keywords in Hungarian
Szerkezeti relaxáció, üvegfém, üvegképző hajlam, mágneses és mechanikai
Keywords in English
structural relaxation, glassy alloy, glass forming ability, thermal, magnetic and mechanical properties
Discipline
Material Science and Technology (engineering and metallurgy) (Council of Physical Sciences)
70 %
Metallurgy (Council of Physical Sciences)
30 %
Panel
Engineering, Metallurgy, Architecture and Transport Sciences
Department or equivalent
Department of Automotive Technologies (Budapest University of Technology and Economics)
Participants
Bán, Krisztián Bárdos, András Böhönyey, András Czél, Györgyné Rontó, Viktória Roósz, András Tasnádi, Tamás Tichy, Géza
Starting date
2004-01-01
Closing date
2008-06-30
Funding (in million HUF)
10.135
FTE (full time equivalent)
8.00
state
closed project
Final report
Results in Hungarian
Az anyagminták elkészítése után vizsgálatokat indítottunk a szerkezeti relaxáció atomi szintű jelenségeinek megértésére. Az első időszakban az előállított tömbi amorf ötvözetek mechanikai tulajdonságait és termikus stabilitását vizsgáltuk olyan ötvözeteken, amelyek gyakorlati alkalmazására is láttunk esélyt. Ellentétben a hagyományos fémüvegek szerkezeti relaxációja során tapasztaltakkal, az utólagos hőkezelések itt nem eredményeztek jelentős javulást a mágneses tulajdonságokban.
A mágneses tulajdonságok közül részletesen vizsgáltuk az amorf Curie-hőmérséklet (Tcam) reverzibilis és irreverzibilis változását, ill. a koercitív erő és a permeabilitás alakulását. Az izoterm hőkezeléseket a Tg és 77K között végeztük. Megállapítottuk, hogy a Tcam eltolódásának előjelét elsősorban a fémüveget alkotó átmenetifémek kémiai jellege és a hőkezelések hőmérséklete határozza meg. A nagy üvegképző hajlamú FeNiSiB ötvözetcsaládban a Tcam változását a Fe-Ni egyensúlyi fázisdiagramból nyerhető információk alapján értelmeztük. Ellentétben a korai irodalmi eredményekkel, nem találtunk inverz kapcsolatot az izoterm hőkezelések hőmérséklete és az „egyensúlyi” Tcam értéke között. Ennek okát a Fe-Ni fázisdiagramban fellelhető fcc<–>bcc fázis-együttesből öröklődő „fázisreminiszcenciák” elve alapján értelmeztük. Ugyanezen elv alapján értelmeztük a H-oldódás, valamint a 77K–on végzett kezelések Tcam-re kifejtett hatását is. Az OTKA támogatása két PhD dolgozat elkészítését tette lehetővé.
Results in English
After realizing of the reproducibility of sample preparation, for the understanding of the atomic level mechanism of relaxation we monitored the changes of the mechanical and magnetic properties in the bulk glassy state. Contrast to the general experimental findings, characteristic to the traditional soft magnetic glasses, the magnetic softness cannot be improved significantly by applying traditional stress relaxation heat treatments in these types of alloys.
The phenomenon of Curie-point relaxation during isothermal heat treatments (from 77K to Tg) was studied in details. It was found, that both the sign of the Tcam shift depends primary on the chemical nature of transition metal components of the glass, as well as on the temperature of heat treatments. The reversible and irreversible Tcam relaxation was studied in high glass forming FeNiSiB systems. The direction of Tcam shift was explained on the analogy of mixed fcc<->bcc phase relations existing in the appropriate equilibrium FeNi phase diagram, supposing the existence of similar types of phase reminiscences being inherited from the crystalline state. On the basis of this working hypothesis, the non-existence of inverse relation between the Tcam and Ta was experimentally proved and explained. The similar argument was applied for the interpretation cryogen as well as for the H-induced Tcam shift in these glasses. This OTKA also contributed to the successful preparation of PhD thesis in the outlined research field.
A. Lovas, A. Bárdos, P. Kamasa, J. Kováè, K. Bán: Annealing experiments on bulk amorphous alloys around the glass transition temperature, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, Elsevier, megjelenés alatt, 2006
L. Novák, K. Bán, J. Kováè, A. Lovas: Curie temperature changes of Fe-based glassy alloys, induced by electrochemical hydrogen-charging and subsequent discharging, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, Elsevier, megjelenés alatt, 2006
Bárdos András: Vasalapú tömbi üvegfémek előállítása és vizsgálata, Ph. D. értekezés, BME, 2006
A. Bárdos, M. Stoica, A. Lovas, S. Roth, L. K. Varga, L. Schultz: Preparation of bulk metallic glasses..., Erfindungsmeldung Nr. 10507, Germany, 2005
S. Balla, A. Bárdos, A. Lovas: Phase selection, grain refinement and the glass forming ability in Fe-(C,B) alloys, 22nd International Colloquium in Advanced Manufacturing and Repair Technologies in Vehicle Industry, Orle Gniazdo, Polland, 2005
L. Novák, A. Lovas, L.F. Kiss: Change in soft magnetic properties of Fe-based metallic glasses during hydrogen absorption and desorption, Journal of Applied Physics, 2005
A. Lovas, A. Bárdos, P. Kamasa, J. Kováè, K. Bán: Annealing experiments on bulk amorphous alloys around the glass transition temperature, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, Elsevier, megjelenés alatt, 2006
K. Bán, A. Lovas, J. Kováè, L. Novák: Cluster manifestations in Fe and Fe-Ni based glassy alloys during their Curie-temperature relaxation, Advanced Manufacturing and Repairing Technologies in Vehicle Industry; Proceeding of 23rd International Colloquium, 2006
A. Bárdos: Some mechanical and magnetic properties of novel iron-based bulk metallic glasses, Advanced Manufacturing and Repairing Technologies in Vehicle Industry; Proceeding of 23rd International Colloquium, 2006
S. Balla, A. Bárdos, A. Lovas: The relation between the criteria of glassy phase formation and the Hume-Rothery rules, Advanced Manufacturing and Repairing Technologies in Vehicle Industry; Proceeding of 23rd International Colloquium, 2006
S. Balla, J. Kováč, L. Novák and A. Lovas: On the Mechanism of H-Induced Curie-Point Relaxation in Fe-Based Glassy Alloys, Act. Phys. Pol. A, 113, 55, 2008
Z. Pál and A. Lovas: Anomalous Concentration Dependence of Amorphous Curie Temperature and the Thermopower in Ternary Fe-Cr-B Glasses, Act. Phys. Pol. A, 113, 139, 2008
S. Balla et al.: On the mechanism of activation process of hydrogen absorption in NiXZr33 metallic glasses, Proc. of 13th International Conference on Rapidly Quenched & Metastable Materials, Journal of Physics: Conference Series, közlés alatt, 2008
K. Bán, J. Kováč and L. Novák: The study of Curie point shifts in Fe(Ni)-based glasses induced by hydrogen absorption and low temperature storage, Proc. of 13th International Conference on Rapidly Quenched & Metastable Materials, Journal of Physics: Conference Series, közlés alatt, 2008
Bán Krisztián: A szerkezeti relaxáció és hidrogénabszorpció új jelenségei és hatásaik Fe-alapú amorf ötvözetek mágneses tulajdonságaira, Ph. D. értekezés, BME, beadás előtt, 2008
Events of the project
2013-01-26 12:46:00
Kutatóhely váltás
A kutatás helye megváltozott. Korábbi kutatóhely: Járműgyártás és -javítás Tanszék (Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem), Új kutatóhely: Gépjárművek és Járműgyártás Tanszék (Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem).
