Crystallization investigation of Amorphous Cu58Zr42 system التحولات التركيبية الذرية وغير الذرية لسبيكة النحاسزركونيوم

Abstract

تم في هذا البحث تحضير عينة لتكون غير بلورية (أمورفية) من عنصري النحاس والزركونيوم بطريقة السبك الميكانيكي وبعد الحصول على المادة في شكلها غير البلوري حيث اختبرت العينة باستخدام الأشعة السينية والمتغيرات الحرارية باستخدام الماسح التفاضلى الحراري والشكل الخارجي للعينة باستخدام الميكرسكوب الإلكتروني الماسح، بعد كل هذا تم دراسة تأثير الحرارة على بنية هذه العينة في درجات حرارة مختلفة تراوحت من درجة حرارة الغرفة إلى 550 درجة مئوية، وقد تم استخدام تشتت النيوترونات عند الزوايا الصغيرة لدراسة تغيرات البنية الذرية من الحالة غير البلورية إلى الحالة البلورية ومن الجدير بالذكر أن هذه القياسات تم أخذها أثناء عمل التجربة بمعنى أن أشعة النيوترونات عند الزوايا الصغيرة تحسب أثناء ارتفاع درجة الحرارة وقد تبين من الدراسة أن المادة تتحول إلى الحالة البلورية عند درجة حرارة 550 درجة مئوية، هذه الدراسة توافقت مع دراسة العينة باستخدام الأشعة السينية في البعد الذري العادي ومع الدراسات التي أثبتتها المتغيرات الحرارية مثل درجة حرارة التبلور وهذا يؤكد لنا أن استخدام تشتت النيوترونات عند الزوايا الصغيرة يعتبر طريقة علمية صحيحة و دقيقة لإثبات تحول المادة من الشكل غير البلوري إلى الشكل البلور كما أن النتائج بشكل عام تعكس التغير الطبولوجي مع درجة الحرارة للعينات تحت الدراسة

The amorphous Cu58Zr42 samples were prepared copper (9996 wt % purity) and zirconium (9997 wt % purity) using mechanical alloying (MA) technique The elemental powder produced was subjected to various investigations including Xray diffraction (XRD) neutron small angle scattering (SANS) differential scanning calorimetry (DSC) and scanning electron microscopy (SEM) Since the scattering length density of Cu and Zr are very similar the SANS changes observed give an indication of the topological variation of this system The Graphs of Ln[I(Q)] versus Ln(Q) are linear over a wide range scattering vector Q indicating the fractal nature of the structure of this alloy at different temperatures The fractal dimensions D were obtained as a function of different temperatures These values represent the surface fractals rather than the volume fractals The large scale structure obtained by SANS at 550oC confirms the resulting recrystallization obtained by DSC measurements