Способы получения НКМ

Для получения нанокристаллической структуры наиболее часто используются модифицированные методы осаждения материалов из газовой среды [1]. В этом случае материал испаряется в атмосфере инертного газа (гелия или аргона) при давлении 130—1000 Па.

Для получения беспористых НКМ более приемлема ионно-плазменная конденсация материала на подложке с регулируемой температурой [2]. В этом случае давление инертного газа (аргона) находится в пределах 0,66—1 Па, что соответствует длине свободного пробега атомов аргона, равного 3—4 см. Именно на таком расстоянии друг от друга находятся распыляемая мишень и подложка. Такой подбор параметров распыления и температуры обеспечивает получение на подложке материала с нанокристаллической структурой в виде фольги толщиной от 1 до 100 мкм с плотностью, равной плотности исходного распыляемого материала.

В последнее время НКМ стали получать путем управляемой рекристаллизации из аморфного состояния. К сожалению, у большинства аморфных сплавов скорость кристаллизации настолько велика (она близка к скорости звука в материале), что практически за тысячные доли секунды вырастают довольно крупные зерна. Для управления процессом зарождения и роста кристалликов в состав аморфного сплава, предназначенного для получения нанокристаллического состояния, вводят медь и ниобий в количестве 1—3 ат. %. В этом случае при рекристаллизации из аморфного состояния атомы меди являются центрами кристаллизации, а атомы ниобия затрудняют рост кристалликов. Тогда отжиг в течение нескольких минут при температуре кристаллизации приводит к формированию мелкокристаллической структуры сплава.