Квазикристаллические фазы в системах Al-Mn-Si,Al-Cu-Fe,Al-Cu-Co: условия существования, структура, свойства тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.01, кандидат химических наук Казённов, Никита Владимирович

• Казённов, Никита Владимирович
• кандидат химических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат химических наук Казённов, Никита Владимирович

Оглавление

Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Строение двойных диаграмм состояния

1.1.1. Система А1-Мп

1.1.2. Система Al-Si

1.1.3. Система Mn-Si

1.1.4. Система Al-Cu

1.1.5. Система Al-Fe

1.1.6. Система А1-Со

1.1.7. Система Cu-Fe

1.1.8. Система Cu-Co

1.2. Строение тройных диаграмм состояния

1.2.1. Система Al-Mn-Si

1.2.2. Система Al-Cu-Fe

1.2.3. Система Al-Cu-Co

1.3. Квазикристаллические и аппроксимантные фазы в системах Al-Mn-Si, Al-Cu-Fe и

Al-Cu-Co: структура и стабильность

Глава 2. Экспериментальная часть

2.1. Методика приготовления образцов

2.2. Методы исследования

2.2.1. Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ)

2.2.2. Просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ)

2.2.3. Электронно-зондовый микроанализ (ЭЗМА)

2.2.4. Рентгенофазовый анализ (РФА)

2.2.5. Рентгеноструктурный анализ монокристалла (РСА)

2.2.6. Дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК)

2.2.7. Сканирующая зондовая микроскопия (СЗМ)

2.2.8. Программная реализация расчета диаграмм состояния

Глава 3. Результаты и их обсуждение

3.1. Диаграмма состояния системы Al-Mn-Si при 823 К

3.2. Диаграмма состояния системы Al-Cu-Fe при 853 К

3.3. Диаграмма состояния системы Al-Cu-Co при 883 К

2

3.4. Термодинамический расчет и моделирование фазовых равновесий в системе

А1-Си-Со

3.5. Измерение физических свойств методом сканирующей зондовой микроскопии

3.5.1. Система А1-Си-Ре

3.5.2. Система А1-Си-Со

Глава 4. Заключение

Выводы

Список литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Квазикристаллические фазы в системах Al-Mn-Si,Al-Cu-Fe,Al-Cu-Co: условия существования, структура, свойства»

Введение

Актуальность темы

Квазикристаллы были открыты в 1984 г. нобелевским лауреатом Д. Шехтманом в экспериментах по дифракции электронов на быстроохлаждённом сплаве алюминия и марганца. Квазикристаллы - это одна из форм организации структуры твёрдых тел, наряду с кристаллами и аморфными веществами, характеризующаяся апериодическим дальним порядком ориентационного типа в сочетании с поворотной симметрией пятого, восьмого, десятого или двенадцатого порядков.

Уникальная структура квазикристаллов определяет их необычные физико-химические свойства. Квазикристаллы обладают низкой электро- и теплопроводностью, а также необычными оптическими свойствами. Для них характерны исключительно низкие коэффициенты трения и поверхностного натяжения, а также высокие твёрдость, износостойкость и коррозионная стойкость. Наибольшее практическое значение имеет применение квазикристаллов в виде пленок, покрытий и составляющих композиционных материалов.

Несмотря на значительные успехи в области исследования структуры, физических свойств и способов получения квазикристаллов, по-прежнему нет однозначного ответа на вопрос: какому, стабильному или метастабильному, состоянию соответствуют квазикристаллические фазы. В большинстве случаев квазикристаллические фазы получают методом спиннингования, т.е. сверхбыстрой закалкой расплавов. Фазы, полученные таким способом, считаются метастабильными, и последующий отжиг переводит их в равновесное кристаллическое состояние. Причем в ряде случаев спиннингование приводит к образованию аморфного сплава, дальнейшая термообработка которого переводит его сначала в квазикристаллическое, а затем в кристаллическое состояние. Подобное поведение характерно для сплавов системы Al-Mn-Si в области составов A155Mn20Si25 [1]. Вместе с тем существует достаточно большое число систем, в которых квазикристаллические фазы образуются из расплава при обычных скоростях охлаждения и сохраняются после продолжительной термообработки, т.е. относятся к равновесным. Например, в системе Al-Cu-Fe обнаружена икосаэдрическая (ico) квазикристаллическая фаза состава A165Cu22.5Fel2.5,

которая стабильна вплоть до температуры плавления [2]; в системе А1-Си-Со формируется декагональная (£>) фаза близкого состава [3].

Понять, являются ли квазикристаллические фазы в системах А1-Мп-8й А1-Си-Ре и А1-Си-Со равновесным состоянием металлического сплава, или они представляют собой некоторое промежуточное состояние между жидким и кристаллическим, возможно только на базе достоверных данных об устойчивости и термодинамических свойствах квазикристаллических фаз. Сведения об условиях образования и стабильности квазикристаллов достаточно противоречивы, а информация о строении систем А1-Мп-81, А1-Си-Ре и А1-Си-Со, полученная различными авторами, противоречива как по количеству фаз, так и по характеру фазовых равновесий между ними.

Цель и задачи работы

Цель настоящей работы - исследование фазовых равновесий в системах А1-Мп-81, А1-Си-Ре и А1-Си-Со комплексом современных экспериментальных методов физико-химического анализа и термодинамического расчета, определение температурных и концентрационных интервалов стабильности квазикристаллических и кристаллических равновесных фаз, а также измерение физико-химических свойств тройных соединений. Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

1 путем применения комплекса методов физико-химического анализа уточнить строение изотермического сечения системы А1-Мп-81 при 823 К, построить изотермические сечения равновесных диаграмм состояния А1-Си-Ре и А1-Си-Со при 853 и 883 К соответственно;

2 установить, являются ли квазикристаллические фазы в системах А1-Си-Ре и А1-Си-Со равновесными соединениями, стабильными при длительном (не менее 1000 часов) отжиге;

3 с учетом полученных в работе экспериментальных данных провести моделирование и термодинамический расчет фазовых равновесий в системе А1-Си-Со в интервале температур до 1400 К;

4 на примере экспериментально измеренных значений удельной теплоемкости, твердости и электропроводности провести сравнение физико-химических

свойств кристаллических и квазикристаллических фаз в системах А1-Си-Ре и А1-Си-Со.

Научная новизна

В настоящей работе впервые:

V получены данные о характере фазовых равновесий в системе А1-Мп-81 при 823 К, устраняющие противоречивость литературной информации об условиях равновесия фаз;

V комплексом современных методов физико-химического анализа построено изотермическое сечение диаграммы состояния тройной системы А1-Си-1;е при 853 К; показано, что в узком интервале составов вблизи А163Си25Бе12 квазикристаллическая структура икосаэдрической фазы сохраняется после отжига при данной температуре в течение 1000 часов;

V методами энергодисперсионного микроанализа и дифференциальной сканирующей калориметрии выполнено экспериментальное определение областей существования фаз в системе А1-Си-Со при 883 К;

V проведено моделирование и термодинамический расчет фазовых равновесий в системе А1-Си-Со; оценены термодинамические функции тройных соединений, образующихся в данной системе;

V методами сканирующей зондовой микроскопии и измерительного индентирования на приборе «Наноскан-ЗБ» проведено измерение твердости, модуля упругости Юнга и электропроводности многофазных образцов систем А1-Си-Ре и А1-Си-Со.

Научная и практическая значимость работы

Полученные сведения об условиях равновесия и термодинамических функциях фаз в системах А1-Мп-81, А1-Си-Ре и А1-Си-Со являются научной базой для разработки износостойких и антифрикционных квазикристаллических покрытий и композиционных материалов, важных для микроэлектроники, энергетики, машиностроения. В совокупности с результатами измерения твердости, модуля упругости и электропроводности они позволяют определять технологические параметры получения и термообработки таких материалов, а также имеют принципиальное значение для прогнозирования фазового состава и свойств широкого круга сплавов на основе квазикристаллических соединений.

На защиту выносятся следующие положения:

1 строение изотермических сечений диаграмм состояния А1-Мп-81, А1-Си-Ре и А1-Си-Со;

2 температурно-концентрационные пределы стабильности квазикристаллических фаз в системах А1-Си-Ре и А1-Си-Со;

3 результаты термодинамического моделирования и расчета фазовых равновесий в системе А1-Си-Со;

4 оценка термодинамических характеристик соединений тройной системы А1-Си-Со;

5 результаты исследования теплоемкости, твердости, модуля упругости Юнга и электропроводности кристаллических и квазикристаллических соединений в системах А1-Си-Ре и А1-Си-Со.

Апробация работы и публикации

Основные результаты работы были представлены на I и II Международных конференциях «Инновационная деятельность предприятий по исследованию, обработке и получению современных материалов и сплавов» (г. Орск, 2008, 2011 гг.), XI Международной конференции по кристаллохимии интерметаллических соединений (г. Львов, Украина, 2010 г.); Международной научной конференции «Новые перспективные материалы и технологии их получения - 2010» (г.Волгоград, 2010 г.). По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, в том числе 6 статей и тезисы докладов на 4 международных конференциях.

Заключение диссертации по теме «Неорганическая химия», Казённов, Никита Владимирович

Выводы

1 Комплексом современных методов физико-химического анализа изучено взаимодействие элементов в 115 образцах тройных сплавов систем Al-Mn-Si, Al-Cu-Fe и Al-Cu-Co;

2 Получены данные о равновесных составах фаз и характере фазовых равновесий в системе Al-Mn-Si при 823 К. Установлено, что в области составов 33 ат.% Мп и 32-41 ат.% Si образуется тройная фаза с политипной структурой на основе TiSi2 и CrSi2- Равновесных квазикристаллических фаз в системе не обнаружено;

3 Впервые построено изотермическое сечение диаграммы состояния системы Al-Cu-Fe при 853 К. На основе результатов собственных экспериментов и критического анализа литературных данных определены температурно-концентрационные пределы стабильности квазикристаллической икосаэдрической фазы. Показано, что сужение области существования данной фазы при понижении температуры происходит за счет образования и последующего распада метастабильных аппроксимантных фаз;

4 Определены границы областей существования тройных интерметаллических соединений и декагональной квазикристаллической фазы в системе Al-Cu-Co при 883 К. Установлена зависимость параметров кристаллической решетки гексагональной Н-фазы (структурный тип Al3Ni2) от состава;

5 На основе экспериментальных данных, полученных методом ДСК, проведено моделирование фазовых равновесий и температурных пределов стабильности тройных фаз системы Al-Cu-Co в интервале температур 820-1400 К. Построены термодинамические модели фаз и проведен термодинамический расчет равновесий в данной системе. Показано, что полученные модели фаз хорошо воспроизводят экспериментально установленные фазовые границы;

6 Проведено измерение удельной теплоемкости однофазных образцов кристаллических и квазикристаллических фаз системы Al-Cu-Co в интервале 323-480 К. Полученные значения удельной теплоемкости гексагональной Н-фазы и тетрагональной со-фазы хорошо согласуются со значениями, рассчитанными по правилу аддитивности Неймана-Коппа. Измеренная удельная теплоемкость декагональной квазикристаллической фазы значительно превосходит рассчитанное значение;

7 Методом СЗМ с применением сканирующего нанотвердомера «НаноСкан-ЗБ» проведено измерение твердости, модуля упругости Юнга и электропроводности многофазных образцов систем А1-Си-Ре и А1-Си-Со. Показано, что свойства икосаэдрической фазы системы А1-Си-Ре демонстрируют большее отличие от свойств кристаллических фаз по сравнению с декагональной фазой системы А1-Си-Со, что обусловлено различием в кристаллической структуре данных соединений.

Список литературы диссертационного исследования кандидат химических наук Казённов, Никита Владимирович, 2012 год

Список литературы

1. Inoue A., Bizen Y., Masumoto T. Quasicrystalline phase in Al-Si-Mn system prepared by annealing of amorphous phase // Metall. Trans. - 1988. - Vol. 19A. -P. 383- 385.

2. Tsai A.-P., Inoue A., Masumoto T. A stable quasicrystal in Al-Cu-Fe system // Jpn. J. Appl. Phys. - 1987. - Vol. 26. - P. L1505- T1507.

3. Grushko B. The composition of the decagonal quasicrystalline phase in the Al-CuCo alloy system // Philos. Mag. Tett. - 1992. - Vol. 66, - P. 151- 157.

4. McAllister A.J., Murray J.T.. The (Al-Mn) Aluminum-Manganese system // Bull. Alloy Phase Diagr. - 1987. - Vol. 8. - P. 438- 447.

5. Barlock J.G., Mondolfo T.F. Structure of some Aluminium-Iron-Magnesium-Manganese-Silicon alloys // Z. Metallkd. - 1975. - Vol. 66. - P. 605- 611.

6. Taylor M.A. The crystal structure of Mn3Al10 // Acta Crystallogr. - 1959. - Vol. 12.-P. 393- 396.

7. Gödecke T., Köster W. Eine Ergänzung zum Aufbau des Systems Aluminium-Mangan// Z. Metallkd. - 1971. - Vol. 62. - P. 727- 732.

8. Taylor M.A. Intermetallic phases in the aluminum-manganese binary system // Acta Metall. - 1960. - Vol. 8. - P. 256- 262.

9. Al-Mn / Landolt-Börnstein. New Series IV/5.

10. Koch A.J.J., Hokkeling P., Steeg M.G., De Vos K.J. New material for magnets on base of Mn and Al // J. Appl. Phys. - 1960. - Vol. 31. - P. 75S- 77S.

11. Ellner M. The structure of the high-temperature phase MnAl(h) and the displacive transformation from MnAl(h) into Mn5Al8 //Metal. Trans. - 1990. - Vol. 21 A. -P. 1669- 1672.

12. Schonover R.W., Mohanty G.P. Some structural studies on the AIMn phase // Mater. Sei. Eng. - 1969. - Vol. 4. - P. 243- 245.

13. Visser J.W. On the structure of (Cr5Al8) 26R. A correction //Acta Crystallogr. -1977.-Vol. 33 B.-P. 316.

14. Liu X. J., Kainuma R., Ohtani H., Ishida K. Phase equilibria in the Mn-rich portion of the binary system Mn-Al // J. Alloys Comp. - 1996. - Vol. 235. - P. 256- 261.

15. Kreiner G., Franzen H.F. The crystal structure of X-Al4Mn //J. Alloys Comp. -1997.-Vol. 261.-P. 83- 104.

16. Murray J.L., McAlister A.J., et.al. Stable and metastable phase equilibria in the Al-Mn system // Met. Trans. - 1987. -Vol. 18A. - P. 385- 392.

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

Godecke Т., Köster W. A supplement to the constitution of the aluminum-manganese system // Z. Metailkd. - 1971. - Vol. 62. - P. 727- 732. Shechtman D., Blech I., Gratias D., Cahn J.W. Metallic phase with long-range orientational order and no translational symmetry // Phys. Rev. Lett. - 1984. -Vol. 53.-P. 1951-1953.

Bendersky L. Quasicrystal with one-dimensional translational symmetry and a tenfold rotation axis // Phys. Rev. Lett. - 1985. - V. 55. - P. 1461-1463. Inoe A., Arnberg L., Lehtinen В., Oguchi M., Matsumoto T. Compositional analysis of the icosahedral phase in rapid quenched Al-Mn and Al-V alloys // Met. Trans.- 1986,- V. 17 A.-P. 1657-1664.

Kimura K., Hashimoto Т., Suzuki K., Nagayama K., Ino H., Takeuchi S. Stoichiometry of quasicrystalline Al-Mn // J. Phys. Soc. Jpn. - 1985. - V. 54. - P. 3217-3219.

Yu-Zhang K. Icosahedral phase formation in low Mn content Al-Mn alloys // Mater. Sei. Forum. - 1987. -V. 22-24. - P. 627-638.

Knapp J.A., Follstaedt D.M. Measurements of melting temperatures of quasicrystalline Al-Mn phases // Phys. Rev. Lett. - 1987. - V.58. - P. 2454-2457. Murray J.L., McAlister J. Al-Si (Aluminum-Silicon) // Binary Alloy Phase Diagrams, sec. ed. / ed. Massalski T.B. ASM International, Materials Park, Ohio. -1990.-Vol. 1.-P. 211-213.

Schürmann E., Fischer A. Schmelzgleichgewichte im Dreistoffsystem Aluminium-Magnesium-Silicium: Teil 3. System Aluminium-Magnesium-Silicium // Geissereiforschung. - 1977. - Vol. 29. - P. 161- 65.

Gokhale A.B., Abbaschian G.J. Mn-Si (Manganese-Silicon) // Binary Alloy Phase Diagrams, sec. ed. / ed. Massalski T.B. ASM International, Materials Park, Ohio. -1990. - Vol. 3. - P. 2602-2604.

Gokcen N.A. The phase transformations in Mn // Bull. Alloy Phase Diagrams. -1989.-Vol. 10.-P. 313.

Лукашенко Г.М., Сидорко В.P. Термодинамические свойства сплавов системы Mn-Si в области Mn9Si2- Mn6Si // Порошковая металлургия. - 1982. -Том. 7.-С. 67-70.

Mn-Si. / Landolt-Börnstein. New Series IV/5.

Senateur J.P., Fruchart R. On the existence of the silicide Mn5Si2 and its relation with carbides Mn5C2 and Fe5C2 // Compt. Rend. - 1964. - Vol. 258. - P. 15241525.

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

Зайцев А.И., Земченко М.А., Могутнов Б.М. Фазовые равновесия в системе

Mn9Si2-MnSi // Изв. АН СССР. Мет. - 1990. - Том. 2. - С. 193-196.

Зайцев А.И., Земченко М.А., Могутнов Б.М. Фазовые равновесия в системе

MnSi-Si // Изв. АН СССР. Мет. - 1990. - Том. 1. - С. 207-212.

Самсонов Г.В., Дворина JI.A., Рудь М.М. Силициды. - М.: Металлургия,

1979.-272 с.

Гельд П.В., Сидоренко Ф.А. Силициды переходных металлов четвертого периода. - М.: Металлургия, 1971. - 582 с.

Murray J.L. The aluminium-copper system // Int. Met. Rev. - 1985. - Vol. 30. - P. 211-233.

Meetsma A., De Boer J.L. Refinement of the crystal structure of tetragonal Al2Cu // J. Solid State Chemistry. - 1989. - Vol. 83. - P. 370- 372. Murray J.L. Al-Cu (Aluminum-Copper) // Phase Diagrams of Binary Copper Alloys, ed. Subramanian P.R., Chakrabarti D.T., Laughlin D.E. ASM International, Materials Park. OH. - 1994. - P. 18- 42.

El Boragy M., Szepan R., Schubert K. Kristallstruktur von Cu3A12+ (h) und CuAl (r) // J. Less-Comm. Met. - 1972. - Vol. 29. - P. 133- 140.

Gulay L.D., Harbrecht B. The crystal structure of zeta-Al3Cu (4-delta) // Z. Anorg. Allg. Chem. - 2003. - Vol. 629. - P. 463- 466.

Kisi E.H., Browne J.D. Ordering and structural vacancies in non-stoichiometric Cu-Al g-brasses // Acta Crystallogr. - 1991. - Vol. 47 B. - P. 835- 843. Liu X.J., Ohnuma I., Kainuma R., Ishida K. Phase equilibria in the Cu-rich portion of the Си- A1 binary system // J. Alloys Сотр. - 1998. - Vol. 264. - P. 201- 208. Arnberg L., Westman S. Crystal perfection in a non-centrosymmetrie alloy. Refinement and test of twinning of the g-Cu9Al4 structure // Acta Crystallogr. -1978. - Vol. 34 A. - P. 399- 404.

Leach J.S.L. On the structure of a phase formed in copper-aluminium alloys at low temperatures // J. Inst. Met. - 1963/64. - Vol. 92. - P. 93- 94. Kaufman L., Nesor H. Coupled phase diagrams and thermochemical data for transition metal binary systems- V // CALPHAD. - 1978. - Vol. 2. - P. 325- 348. Saunders N. Thermochemical Database for Light Metal Alloys. V.2. I. Ansara, A.T. Dinsdale, M.H. Rand. Ed., European Commission EUR 18499EN, Luxembourg, - 1998. - P. 28- 33.

Chen H.-L., Du Y., Xu H., Xiong W. Experimental investigation and thermodynamic modeling of the ternary Al-Cu-Fe system // J. Mater. Res. - 2009. -Vol. 24.-P. 3154- 3164.

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

Witusiewicz V.T., Hecht U., Fries S.G., Rex S. The Ag-Al-Cu system II: A thermodynamic evaluation of the ternary system // J. Alloys Comp. - 2005. - Vol. 387.-P. 217- 227.

Kattner U.R. Al-Fe (Aluminum-Iron) // Binary Alloy Phase Diagrams, sec. ed. / ed. Massalski T.B. ASM International, Materials Park, Ohio. - 1990. - Vol. 1. - P. 147-149.

Mudryi S.I., Chekh V.G. Atomic displacements in fe-al solid solutions // Inorg. Mater. - 1988. - Vol. 24. - P. 955-959.

Stein F., Vogel S.C., Eumann M., Palm M. Determination of the crystal structure of the e-phase in the Fe-Al system by high-temperature neutron diffraction // Intermetallics. - 2010. -Vol. 18.-P. 150- 156.

Van Der Kraan A.M., Buschow K.H.J. The 57Fe mossbauer isomer shift in intermetallic compounds of iron // Physica B+C. - 1986. - V. 138. - P. 55-62. Burkhardt U., Grin Y., Ellner M., Peters K. Structure refinement of the iron-aluminium phase with the approximate composition Fe2Al5 // Acta Crystallogr. -1994.-V. 50.-P. 313-316.

Grin Y., Burkhardt U., Ellner M., Peters K. Refinement of the Fe4Al13 structure and its relationship to the quasihomological homeotypical structures // Z. Kristallogr. - 1994. - Vol. 209. - P. 479-487.

Schurmann E., Kaiser H.P. On the melting equilibria of the iron-aluminium and iron-phosphorus alloys // Arch. Eisenhiittenwesen. - 1980. - Vol. 51. - P. 325327.

Lendvai A. Phase diagram of the Al-Fe system up to 45 mass % iron // J. Mater. Sci. Lett. - 1986.-Vol. 5.-P. 1219- 1220.

Griger A., Stefaniay V. Equilibrium and non-equilibrium intermetallic phases in Al-Fe and Al-Fe-Si Alloys // J. Mater. Sci. - 1996. - Vol. 31. - P. 6645- 6652. Sagane H., Oki K., Eguchi T. Observation of phase separation in Fe3Al alloys // JIM.- 1977.-Vol. 18.-P. 488- 496.

Okamoto H., Beck P.A. Phase relationships in the iron-rich Fe-Al alloys // Met. Trans. - 1971.-Vol. 2.-P. 569- 574.

Al-Fe (Aluminum-Iron). SpringerMaterials - The Landolt-Bornstein Database. Swann P.R., Duff W.R., Fisher R.M. The electron metallography of ordering reactions in Fe-Al alloys // Met. Trans. - 1972. - Vol. 3. - P. 409- 419. Oki K., Yamamura A., Kudo K., Eguchi T. High temperature mossbauer study of order-disorder transformation in iron-aluminum alloys // JIM. - 1979. - Vol. 20. -P. 451-458.

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

72

73

74

75

Godecke T., Ellner M. Phase equilibria in the aluminium-rich portion of the binary system Co-Al and in the Cobalt/Aluminium-rich portion of the ternary system Co-Ni-Al // Z. Metallkd. - 1996. - Vol. 87. - P. 854- 864.

Grushko B., Wittenberg R., Bickmann K., Freiburg C. The constitution of aluminum-cobalt alloys between Al5Co2 and Al9Co2 // J. Alloys Compd. - 1996. -Vol. 233.-P. 279-287.

Grin J., Burkhardt U., Ellner M., Peters K. Crystal structure of orthorhombic

Co4A113 // J. Alloys Comp. - 1994. - Vol. 206. - P. 243- 247.

Freiburg C., Grushko B., Wittenberg R., Reichert W. Once more about monoclinic

A113Co4 // Mater. Sci. Forum. - 1996. - Vol. 228- 231. - P. 583- 585.

McAlister A.J. Al-Co (Aluminum-Cobalt) // Binary Alloy Phase Diagrams, sec.

ed. / ed. Massalski T.B. ASM International, Materials Park, Ohio. - 1990. - Vol.

l.-P. 136- 138.

Bostrom M., Rosner H., Prots Y.M., Burkhardt U., Grin Y. The Co2Al9 structure type revisited // Z. Anorg. Allg. Chem. - 2005. - Vol. 631. P. 534-541. Ma X.L., Kuo K.H. Decagonal quasicrystal and related crystalline phases in slowly solidified Al-Co alloys // Metall. Trans. - 1992, - Vol. 23A. - P.1121-1128.

Hudd R.C., Taylor W.H. The structure of Co4Ali3 // Acta Crystallogr. - 1962. -Vol. 15.-P. 441-442.

Ma X.L., Kuo K.H. Crystallographic characteristics of the Al-Co decagonal quasicrystal and its monoclinic approximant x2-Al13Co4 // Metal. Mater. Trans. -1994. -Vol. 25A. -P. 47- 56.

Quiquandon M., Quivy A., et al. Quasicrystal and approximant structures in the Al-Cu-Fe system // J. Phys. - 1996. - Vol. 8. - P. 2487- 2512. Ohtani H., Chen Y., Hasebe M. Phase separation of the B2 structure accompanied by an ordering in Co-Al and Ni-Al binary systems // Mater. Trans. - 2004. - Vol. 45.-P. 1489- 1498.

Ohtani H., Yamano M., Hasebe M. Thermodynamic analysis of the Co-Al-C and Ni-Al-C systems by incorporating ab initio energetic calculations into the CALPHAD approach // CALPHAD. - 2004. - Vol. 28. - P. 177- 190. Cockayne E., Widom M. Structure and phason energetics of Al-Co decagonal phases // Philos. Mag. - 1998. - Vol. 11 A. - P. 593- 619.

Dinsdale A.T. SGTE data for pure elements // CALPHAD. - 1991. - Vol. 15. - P. 317- 425.

76.

77,

78.

79.

80,

81.

82,

83

84,

85

86

87

88

89

Dupin N., Ansara I. Thermodynamic assessment of the Al-Co system // Rev. Metal. - 1998. - 95(9). - P. 1121-1129.

Golumbfskie W.J., Prins S.N., Edenb T.J., Liua Z.-K. Predictions of the Al-rich region of the Al-Co-Ni-Y system based upon first-principles and experimental data // CALPHAD. - 2009. - Vol. 33. - P. 124-135.

Cui Y.F., Zhang X., Xu G.L., et al. Thermodynamic assessment of Co-Al-W system and solidification of Co-enriched ternary alloys // J. Mater. Sci. - 2010. -Vol. 46.-P. 2611-2621.

Swartzendruber L.J. Cu-Fe (Copper-Iron) // Binary Alloy Phase Diagrams, sec. ed. / ed. Massalski T.B. ASM International, Materials Park, Ohio. - 1990. - Vol. 2. -P. 1408-1410.

Qureshi A.H. Experimentelle Unerssuchengen uber Magnetische Eigenschaften und die Aussheidungs Kinetik von Eisen-Kupfer-Legierungen // Z. Metallkd. -1961.-Vol. 52.-P. 799- 813.

Speich G.R., Gula J.A., Fisher R.M. The electron microprobe. T. D. Mckinley, K.F.J. Heinrich, and D.B. Witty, eds., John Wiley & Sons, New York, NY, 1966, P. 525-41.

Nishizawa T., Ishida K. The Co-Cu (Cobalt-Copper) system // Bull. Alloy Phase Diagrams. - 1984. - Vol. 5. - P. 161- 165.

Old C.F., Haworth C.W. Solid-solubility limits in the copper-cobalt system // J. Inst. Met. - 1966. - Vol. 94. - P. 303- 304.

Bruni F.J., Christian J.W. The solubility limits in the copper-cobalt system // Mater. Sci. Eng. - 1972. - Vol. 9. - P. 241- 242.

Kaufman L. Coupled phase diagrams and thermochemical data for transition metal

binary systems-Ill // CALPHAD. - 1978. - Vol. 2. - P. 117- 146.

Dench W.A., Kubaschewski O. EMF measurements on cobalt-copper alloys //

High Temp.-High Pressures. - 1969. - Vol. 1. - P. 357- 365.

Dokken R.N., Elliott J.F. Calorimetry at 1100°C to 1200°C: the copper-nickel,

copper-silver, copper-cobalt systems // Trans. Metal. Soc. AIME. - 1965. - Vol.

233.-P. 1351- 1358.

Andersson J.-O., Helander T., Hoglund L. Thermo-Calc & DICTRA, computational tools for materials science // CALPHAD. - 2003. - Vol. 26. - P. 273- 313.

Turchanin M.A., Agraval P.G. Phase equilibria and thermodynamics of binary copper systems with 3d-metals. V. Copper-cobalt system // Powder Metall. Met. Ceram. - 2007. - Vol.46. - P. 77- 89.

90. Kusma J.B., Nowotny H. Untershuchungen im Driestoff: Mn-Al-Si //Monatsh. Chem.- 1964.- Vol. 95.-P. 1266- 1271.

91. Raman A., Schubert K. Uber den Aufbau eingier zu TiAl3 verwandter Legierungsreihen II. Untershuchungen in einigen T-Al-Si und T4-T6 Li-Systemen // Z. Metallkd. - 1965. - 56. - P. 44- 52.

92. Гасик М.И., Поляков О.И. Исследование фазовых равновесий в системе Mn-Si-Al // Изв. АН СССР. Мет. - 1982. - Том 4. - С. 196- 203.

93. Krendelsberger N., Weitzer F., Schuster J. On the constitution of the system Al-Mn-Si // Metal. Mater. Trans. - 2002. - Vol. 33A. - P. 3311- 3319.

94. Krendelsberger N., Gulay L.D., Weitzer F., Schuster J.C. The crystal structure and physical properties of xrAlMnSi compound // J. Alloys Сотр. - 2002. - Vol. 336. -P. 67- 72.

95. Panday P.K., Schubert K. Strukturuntersuchungen in einigen Mischungen T-B3-B4 (T=Mn,Fe,Co,Ir,Ni,Pd; B3= Al,Ga,Tl; B4=Si,Ge) // J. Less Comm. Metals. -1969.-Vol. 18.-P. 175-202.

96. Chen H.S., Koskenmaki D., Chen C.H. Formation and structure of icosahedral and glassy phases in melt-spun Al-Si-Mn // Phys. Rev. - 1987. - Vol. 35B. - P. 37153721.

97. Dunlap R.A., Dini K. Amorphization of rapidly quenched quasicrystalline Al-transition metal alloys by the addition of Si // J. Mater. Res. - 1986. - Vol. 1. - P. 415-419.

98. Wilkes D. M. J., Jones H. Structure and properties of rapidly solidified A1 rich Al-Mn-Si alloys. Part I // J. Mater. Sci. - 1999. - Vol. 34. - P. 735- 747.

99. Elser V., Henley C.L. Crystal and quasicrystal structures in Al-Mn-Si alloys // Phys. Rev. Lett. - 1985. - Vol. 55. - P. 2883- 2886.

100. Mackay A.L. A dense non-crystallographic packing of equal spheres // Acta Cryst. - 1962.-Vol. 15.-P. 916- 918.

101. Guyot P., Audier M. A quasicrystal structure model for Al-Mn // Philos. Mag. -

1985.-Vol. 52 B.-P. L15-L19.

102. Koskenmaki D.C., Chen H.S., Rao K.V. Coherent orientation relationship between an icosahedral phase and a cubic a phase in melt-spun Al-Si-Mn // Phys. Rev. -

1986.-33 В.-P. 5328- 5332.

103. Преварский А.П. Исследование системы Fe-Cu-Al // Изв. АН СССР. Металлы. - 1971. - Том 4. - С. 220- 222.

104. Rosas G., Perez R. On the transformations of the \[/-AlCuFe icosahedral phase // Mater. Lett. - 2001. - Vol. 47. - P. 225- 230.

105.

106.

107.

108.

109.

110.

111.

112.

113,

114

115

116

117

118

Dong C., De Boissieu M., Dubois J.-M., et al. Real-time study of the growth of Al-Cu-Fe quasicrystals // J. Mater. Sei. Let. - 1989. - Vol. 8. - P. 827- 830. Faudot F. The Al-Cu-Fe phase diagram: aluminum-rich corner and icosahedral region//Ann. Chim.- 1993. -Vol. 18. - P. 445-456.

Zhang L.M., Luck R. Phase diagram of the Al-Cu-Fe quasicrystal forming alloy system. Part II. Isopleths // Z. Metallkd. - 2003. - Vol. 94. - P. 98- 107. Dong C., Dubois J.-M., De Boissieu M., Janot C. Neutron diffraction study of the peritectic growth of the Al65Cu2oFe15 icosahedral quasicrystal // J. Phys. Condens. Matter. - 1990. - Vol. 2. - P. 6339- 6360.

Zhang L.M., Luck R. Phase diagram of the Al-Cu-Fe quasicrystal forming alloy system. Part I. Liquidus surface and phase equilibria with liquid // Z. Metallkd. -2003.-Vol. 94.-P. 91-97.

Black P.J., Edwards O.S., Forsyth J.B. The structure of a(Al-Cu-Fe) // Acta Cryst.

- 1961.-Vol. 14.-P. 993- 998.

Bown M.G., Brown P.J. The structure of FeCu2Al7 and T(CoCuAl) // Acta Cryst.

- 1956.-Vol. 9.-P. 911-914.

Zhang L.M., Schneider J., Luck R. Phase transformations and phase stability of the AlCuFe alloys with low-Fe content // Intermetallics. - 2005. - Vol. 13. - P. 1195- 1206.

Gayle F.W., Shapiro A.J., Biancaniello F.S., Boettinger W.J. The Al-Cu-Fe phase diagram: 0 to 25 at. pet. Fe and 50 to 75 at. pet. Al // Metall. Mater. Trans. - 1992. -Vol. 23A.-P. 2409-2417.

Gratias D., Calvayrac Y., Devaud-Rzepski J. The phase diagram and structures of the ternary AlCuFe system in the vicinity of the icosahedral region // J. Non-Cryst. Solids. - 1993. - Vol. 153- 154. - P. 482- 488.

Rosas G., Perez R. On the relationships between isothermal phase diagrams and quasicrystalline phase transformations in AlCuFe alloys // Mater. Sei. Eng. - 2001. -Vol. 298 A.-P. 79- 83.

Bancel P.A. Phason-induced transformations of icosahedral Al-Cu-Fe // Philos. Mag. Lett. - 1993. - Vol. 67. - P. 43- 49.

Waseda A., Kimura K., Ino H. Phase-transitions of Al-Cu-Fe face-centered icosahedral quasi-crystals // Mater. Trans., JIM. - 1993. - Vol. 34. - P. 169- 177. Liu W., Köster U., Zaluska A. Continuous decomposition of icosahedral quasicrystals in AlCuFe alloys // Phys. status solidi. - 1991. - Vol. 126. - P. K9-K14.

119.

120

121

122

123

124

125

126

127

128

129

130

131

132

Zhang L.M., Luck R. Phase diagram of the Al-Cu-Fe quasierystal forming alloy system. Part III. Isothermal sections // Z. Metallkd. - 2003. - Vol. 94. - P. 108115.

Zhang L.M., Luck R. Phase diagram of the Al-Cu-Fe quasierystal forming alloy system. Part IV. Formation and stability of the ф-AlioCuioFei phase // Z. Metallkd. - 2003. - Vol. 94. - P. 341- 344.

Phillips H.W.L. The constitution of alloys of aluminium, copper and iron // J. Inst. Met.- 1953/54.-Vol. 82.-P. 197-212.

Омаров A.K., Смагулов Д.У., Аскаров M.C., Алексеева Т.К. Фазовый состав быстроохлажденных сплавов системы алюминий-железо-медь // Вестн. АНКазССР. - 1985. -№5. - С.10.

Faudot F., Quivy A., Calvayrac Y., et al. About the Al-Cu-Fe icosahedral phase formation // Mater. Sci. Eng. - 1991. - Vol. 133A. - P. 383- 387. Сколоздра P. В., Преварский A. П., Черкашин E. E. Исследование тройной системы кобальт-медь-алюминий // Диаграммы состояния металлических систем. М.: Наука. 1971. - С. 272.

Grushko В., Urban К., Freiburg Ch. An Al3Ni2-type phase in the Al-Cu-Co system // Scr. Metall. Mater. - 1991. - Vol. 25. - P. 2533- 2536.

Grushko В., Freiburg Ch. An Al13Co4 phase in the Al-Co-Cu alloy system // J. Mater. Res. - 1992. - Vol. 7. - P. 1100- 1103.

Grushko B. A study of the high-Cu Al-Cu-Co decagonal phase // J. Mater. Res. -1993.-Vol. 8.-P. 1473- 1476.

Grushko B. A study of the Al-Cu-Co phase diagram and the solidification of alloys containing decagonal phase // Phase Transitions. - 1993. - Vol. 44. - P. 99110.

Mi S., Grushko В., Dong C., Urban K. A study of the ternary phase diagrams of Al-Co with Cu, Ag and Au // J. Alloys Compd. - 2003. - Vol. 354. - P. 148- 152. Gille P., Barz R.-U., Zhang L.M. Quasicrystals. Ed. H.-R. Trebin. Wiley. Weinheim. -2003.-P. 73.

Kortan A.R., Thiel F.A., Chen H.S., et al. Stable tenfold faceted single-grain decagonal quasicrystals of AI65CU15C020 // Phys. Rev. - 1989. - Vol. 40 B. - P. 9397- 9399.

Tsai A.-P., Inoue A., Masumoto T. Stable decagonal Al-Co-Ni and Al-Co-Cu quasicrystals // Mater. Trans., JIM. - 1989. - Vol. 30. - P. 463- 473.

133

134

135

136

137

138

139

140

141

142

143

144

145

146

Yokoyama Y., Note R., Yamaguehi A., et al. Preparation of a decagonal Al-CuCo single quasicrystal by the Czochralski method // Mater. Trans., JIM. - 1999. -Vol. 40.-P. 123- 131.

Dong C., Dubois J.M., DeBoissieu M., Janot C. Phase transformations and structure characteristics of the Al^CunjCoiy.s decagonal phase // J. Phys. Condens. Matter. - 1991.-Vol. 3.-P. 1665- 1673.

Daulton T.L., Kelton K.F. Decagonal approximate phases in Al-Co-Cu alloys // Philos. Mag. Lett. -1991.- Vol. 63. - P. 257- 265.

Hiraga K., Sun W., Lincoln F.J. Structural change of Al-Cu-Co decagonal quasicrystal studied by high-resolution electron microscopy // Jpn. J. Appl. Phys. -1991.-Vol. 30. - P. L302- L305.

He Y., Chen H., Meng X.F., et al. Stability investigation of a decagonal Al-Cu-Co quasicrystal // Philos. Mag. Lett. - 1991, - Vol. 63, - P. 211- 216. Holland-Moritz D., Lu I.-R., Wilde G., et al. Melting entropy of Al-based quasicrystals // J. Non-Crystal. Solids. - 1999. - Vol. 250- 252. - P. 829- 832. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Статистическая физика. Ч. 1. // М.: Наука. - 1976. - С. 440.

Elser V. Indexing problems in quasicrystal diffraction // Phys. Rev. - 1985. - Vol. 32 B.-P. 4892- 4898.

Steurer W., Deloudi S. Crystallography of quasicrystals: concepts, methods and structures // ed. R. Hull, R.M. Osgood Jr., J. Parisi, H. Warlimont. - SpringerVerlag, Berlin. - 2009. - P. 384.

Hiraga K., Zhang B.-P., Hirabayashi M., et al. Highly ordered icosahedral quasicrystal of Al-Cu-Fe alloy studied by electron diffraction and high-resolution electron microscopy // Jpn. J. Appl. Phys. - 1988. - Vol. 27. - P. L951- L953. Guryan C. A., Goldman A. I., Stephens P. W., et al. Al-Cu-Ru: an icosahedral alloy without phason disorder // Phys. Rev. Lett. - 1989. - Vol. 62. - P. 24092412.

Tsai A.-P., Inoue A., Masumoto T., Yokoyama Y. New icosahedral alloys with superlattice order in the Al-Pd-Mn system prepared by rapid solidification // Philos. Mag. Lett. - 1990. - Vol. 61. - P. 9- 14.

Dotera T., Steinhardt P.J. Ising-like transition and phason unlocking in icosahedral quasicrystals // Phys. Rev. Lett. - 1994. - Vol. 72. - P. 1670- 1673. Quasicrystals: The state of the art / ed. by DiVincenzo D.P., Steinhard P.J. World Scientific. Singapore. - 1999. - P. 475.

147.

148.

149.

150.

151.

152,

153.

154.

155,

156

157

158

159

160

161

Guyot P., Kramer P., DeBoissieu M. Quasicrystals // Rep. Prog. Phys. - 1991. -Vol. 54.-P. 1373- 1425.

Quasicrystals / ed. by Fujiwara Т., Ishii Y. Elsevier. Amsterdam. - 2008. - P. 359. Калугин П.А., Китаев А.Ю., Левитов JI.C. А10.8бМп0л4 - шестимерный кристалл //Письмав ЖЭТФ. - 1985. -Т. 41. -С. 119- 121. Elser V. The diffraction pattern of projected structures // Acta Cryst. - 1986. -Vol. 42A. -P. 36-43.

Liu W., Köster U. Continuous transformation of Al-Cu-Fe quasicrystals by structural modulations // J. Non-Cryst. Solids. - 1993. - Vol. 153-154. - P. 615619.

Dong C. Hume-Rothery Phases with constant e/a value and their related electronic properties in Al-Cu-Fe(-Cr) quasicrystalline systems // Mater. Sei. Forum. - 1994. -Vol. 150-151.-P. 403-416.

Widom M., Strandburg K.J., Swendsen R.H. Quasicrystal equilibrium state // Phys. Rev. Lett. - 1987. - Vol. 58. - P. 706- 709.

Gahler F., Jeong H.-C. Quasicrystalline ground states without matching rules // J. Phys.- 1995.-Vol. 28A.-P. 1807- 1815.

Lee H.K., Swendsen R.H., Widom M. Crystalline ground states of an entropically stabilized quasicrystal model // Phys. Rev. - 2001. - Vol. 64 B. - P. 224201. Арутюнян H.A. Исследование термодинамических свойств, условий стабильности и образования аморфного и квазикристаллического состояний сплавов Ni- La, AI- Мп и Al-Fe // Дис. канд. физ.-мат. наук. Москва - 2006. -С.147.

Lubensky Т.С., Socolar J.E.S., Steinhardt P.J., et al. Distortion and peak broadening in quasicrystal diffraction patterns // Phys. Rev. Lett. - 1986. - Vol. 57.-P. 1440- 1443.

Ishimasa Т., Fukano Y., Tsuchimori M. Quasicrystal structure in Al-Cu-Fe annealed alloy // Philos. Mag. Lett. - 1988. - Vol. 58. - P. 157-165. Audier M., Brechet Y., DeBoissieu M., et al. Perfect and modulated quasicrystals in the system Al-Cu-Fe//Philos. Mag. - 1991. -Vol. 63 В.-P. 1375- 1393. Janot C., Audier M., DeBoissieu M., Dubois J.M. Al-Cu-Fe quasi-crystals: low-temperature unstability via a modulation mechanism // Europhys. Lett. - 1991. -Vol. 14.-P. 355- 360.

STOE WINXPOW (Version 1.06). 1999, Stoe & Cie GmbH: Darmstadt, Germany.

162

163

164

165

166

167

168

169

170

171

172

173

174

175

Rietveld H.M. A profile refinement method for nuclear and magnetic structures // J. Appl. Cryst. - 1969. - Vol. 2. - P. 65-71.

Rodriguez-Carvajal J. Fullprof: A program for Rietveld refinement and pattern matching analysis / in abstracts of the Satellite Meeting on Powder Diffraction of the XV Congress of the IUCr. Toulouse. France. - 1990. - P. 127. Гоголинский K.B., Львова H.A., Усеинов A.C. Применение сканирующих зондовых микроскопов и нанотвердомеров для измерения механических свойств твердых материалов на наноуровне (обобщающая статья) //Заводская лаборатория. - 2007. - Том.73. - С. 28-36.

Eyben P., Xu М., Duhayon N., et al. Scanning spreading resistance microscopy and spectroscopy for routine and quantitative two-dimensional carrier profiling // J. Vac. Sci. Technol. - 2002. - Vol. 20 B. - P. 471-478.

Усеинов С., Соловьев В., Гоголинский К., Усеинов А., Львова Н. Измерение механических свойств материалов с нанометровым пространственным разрешением // Наноиндустрия. - 2010. - Том 2. - С. 30-35. Thermo-Calc User's Guid. Version N. Thermo-Calc Software AB. Stockholm technology Park Bjornnas ragen 21. SE - 11347. Stockholm. Sweeden. Соколовская E.M., Гузей Л.С. Металлохимия, М.: Изд-во Моск. ун-та. -1986.-С. 264.

Mattheiss L.F. Calculated structural properties of CrSi2, MoSi2, and WSi2 // Phys. Rev. - 1992. - Vol. 45B. - P. 3252-3259.

Tanaka K., Nawata K., et al. Refinement of crystallographic parameters in refractory metal disilicides // Mater. Res. Soc. Symp. Proc. - 2001. - Vol 646. N4.3.1-N4.3.1.5.

Урусов B.C., Ерёмин H.H. Кристаллохимия. M.: Изд-во Моск. ун-та. - 2010. -С. 254.

De Ridder R., Amelinckx S. The structure of defect manganese silicides // Mater. Res. Bull. - 1971. - Vol. 6. - P. 1223- 1234.

Takeuchi S., Kimura K. Structure of Al4Mn decagonal phase as a Penrose-type lattice // J. Phys. Soc. Jpn. - 1987. - Vol. 56. - P. 982-988.

Hiraga K., Kaneko M., Matsuo Y., Hashimoto S. The structure of Al3Mn: close relationship to decagonal quasicrystals //Phil. Mag. -1993. - Vol. 67. - P. 193205.

Cahn J.W., Shechtman D., Gratias D. Indexing of icosahedral quasiperiodic crystals // J. Mater. Res. - 1986. - Vol. 1. - P. 13 - 26.

176. Kisi E.H., Browne J.D. Ordering and structural vacancies in non-stoichiometric Cu-Al y-Brasses //Acta Crystallogr. - 1991. - Vol. 47. - P. 835-843.

177. Edagawa K., Kajiyama K., Tamura R., Takeuchi S. High-temperature specific heat of quasicrystals and a crystal approximant // Mater. Sei. Eng. - 2001. Vol. 312 A. -P. 293-298.

178. Векилов Ю.Х., Черников M.A. Квазикристаллы. Обзоры актуальных проблем // УФН. - 2010. -Том 180. - С. 561-586.

179. Zhang L.M., Gille P. Solidification study of Al-Co-Cu alloys using the Bridgman method // J. Alloys Comp. - 2004. - Vol. 320. - P. 198-205.

180. Macia E., Dubois J.-M., Thiel P.A. / Quasicrystals. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. 2008. Wiley-VCH Verlag, Weinheim, Germany. - P. 13.

181. Bresson L., Gratias D. Plastic deformation in AlCuFe icosahedral phase // J. Non-Cryst. Solids. - 1993. - Vol. 153-154. - P. 468-472.

182. Audier M., Robertson B. Crystalline to quasicrystalline transformation in an AlCoCuSi alloy: characteristics of the observed decagonal quasilattice // Phil. Mag. Lett. - 1991.-Vol. 64.-P. 401-409.

183. Grushko B. Phase equilibrium and transformation of stable quasicrystals. Decagonal Al-Cu-Co phase // Mater. Trans. 1993. - Vol. 34. - P. 116-121.