Ініціювання процесу вибухової кристалізації в аморфних сплавах системи Fe-Zr імпульсною лазерною обробкою

Для аналізу можливості протікання процесу вибухової кристалізації при лазерній обробці бінарних аморфних сплавів системи Fe-Zr в роботі було проведено ряд теоретичних розрахунків. Розрахунки проводились в рамках модифікованої теорії гомогенної кристалізації для бінарних сплавів, в якій врахована робота, пов’язана із флуктуацією концентрації. Розрахунки характеристик процесу кристалізації розраховувались для двох режимів: повільне нагрівання зі швидкістю 0.16 К/с та миттєвий лазерний імпульс, при цьому вважалось, що аморфна стрічка нагрівалась лазерним променем до певної температури за час 10 – 6 с. Інтегральна крива температурної залежності об’ємної частки кристалічної фази під час повільних ізотермічних відпалів характеризується наявністю “полички”, яка свідчить про двостадійність процесу кристалізації. Температурний інтервал кристалізації при повільному нагріванні складав 90 К. Високі швидкості нагрівання, що досягаються при лазерній обробці аморфних сплавів, створюють ряд відмінностей в протіканні процесів кристалізації у порівнянні з кристалізацією під час повільних ізотермічних відпалів. Згідно проведених розрахунків, імпульсне нагрівання до температур менших за 550 К кристалізацію не викликає. Після 551 К відбуваються істотні зміни в кінетиці кристалізації. При 552 К частка кристалічної фази складає 8 %. В інтервалі від 552 К до 553 К спостерігається різкий стрибок значення частки кристалічної фази від 8 % до 99 %, тобто відбувається повна кристалізація аморфного сплаву. Проведені теоретичні розрахунки показали, що при імпульсному лазерному відпалі в бінарних аморфних сплавах системи Fe-Zr може відбуватися явище вибухової кристалізації. Температура, при якій можлива вибухова кристалізація за рахунок лазерного імпульсу виявилась меншою на 60 К за температуру початку інтенсивної кристалізації при повільному нагріванні.