非晶合金晶化过程中结晶度的DSC法测定与控制()

基于非晶合金相变的热力学原理:部分晶化非晶合金的晶化即为残留非晶相的转变,其相变热应正比于残留非晶相的相含量,本文导出了部分晶化非晶合金结晶度XC的DSC法测量公式.进一步通过对其100%无定性样DSC曲线的分析发现:部分晶化非晶合金的XC实际上即为其100%无定性样在同样退火条件下的转变分数fC.为了检验这一推论的正确性,本文选用Ni74Si10B16非晶合金淬态样进行了一系列的等温退火处理和等温DSC测试.结果表明:通过DSC法测定部分晶化非晶合金试样的相变热,不仅可以求出该试样结晶度的大小,而且通过对该合金100%无定形试样的DSC曲线分析和跟踪,甚至可以预测和控制该合金一定退火条件下结晶度的大小.     

非晶合金晶化过程中结晶度的DSC法测定与控制（I）

基于非晶合金相变的热力学原理：部分晶化非晶合金的晶化即为残留非晶相的转变，其相变热应正比于残留非晶相的相含量，本文导出了部分晶化非晶合金结晶度Xc的DSC法测量公式．进一步通过对其100％无定性样DSC曲线的分析发现：部分晶化非晶合金的Xc实际上即为其100％无定性样在同样退火条件下的转变分数fc.为了检验这一推论的正确性，本文选用Ni74Sil0B16非晶合金淬态样进行了一系列的等温退火处理和等温DSC测试．结果表明：通过DSC法测定部分晶化非晶合金试样的相变热，不仅可以求出该试样结晶度的大小，而且通过对该合金100％无定形试样的DSC曲线分析和跟踪，甚至可以预测和控制该合金一定退火条件下结晶度的大小．     

热喷涂制备铁基非晶涂层耐腐蚀性能的研究进展

非晶合金微观结构长程无序、短程有序,使之具有高强度、高硬度以及优异的耐腐蚀性能,展示出非晶合金在腐蚀领域中广阔的应用前景。由于非晶合金的形成需要极大的冷却速率且受到制备技术的约束,因而难以加工出形状尺寸较大的非晶合金。为了克服这一难题和扩大其应用领域,利用热喷涂技术具备效率高、喷涂材料范围广、涂层耐腐蚀性能好等优点将非晶合金制备成非晶涂层。非晶涂层是一种既高效又经济的防腐措施,其中铁基非晶涂层因其价格低廉和优异的耐腐蚀性能而受到学者们的广泛关注。制备铁基非晶涂层的热喷涂方法颇多,本文着重介绍等离子喷涂、超声速火焰喷涂和电弧喷涂3种喷涂技术。阐述铁基非晶涂层的制备原理、工艺和涂层结构特点,并综述了这3种技术制备的铁基非晶涂层电化学腐蚀及高温腐蚀性能的研究进展,提出提高热喷涂铁基非晶涂层耐腐蚀性能的方法,并展望铁基非晶涂层的耐腐蚀性能研究前景。     

Fe基非晶合金涂层的微结构与性能研究

利用超音速火焰喷涂(HVOF)技术,在Cr18Ni9Ti不锈钢基体上成功制备了Fe基非晶合金涂层. 并对涂层的微观组织结构、热稳定性和耐腐蚀性能等进行了研究. 结果表明,涂层具有较高的非晶相含量,呈典型的层状分布,组织均匀致密;在非晶基体相中弥散分布有少量团簇状和枝晶状的α-Fe固溶体析出相,其晶粒尺寸约为50～500nm;涂层具有较高的热稳定性,在879K以下使用不会发生晶化过程;涂层在质量分数为3.5%NaCl水溶液中存在明显的钝化现象,有较宽的钝化区间和较高的过钝化电位,呈现出优异的抗氯离子点蚀能力.     

HA生物活性陶瓷涂层的爆炸喷涂与等离子喷涂

采用爆炸喷涂与等离子喷涂两种工艺制备ＨＡ生物活性陶瓷涂层,并对两种层进行对比研究．采有ＸＲＤ、ＳＥＭ等方法分析涂层的物相组成和显微结构．发现爆炸喷涂的涂层结构致密、结晶程度较高;等离子喷涂的涂层则具有较高的孔隙率,涂层非晶化现象明显．经适当温度热处理,两种涂层的结晶程度均可明显提高．     

等离子喷涂钼基非晶纳米晶复合涂层的组织和电化学特性

用Mo基合金粉末(含Si,B,Cr,W,Mo,Ni等)作为喷涂材料,利用大气等离子喷涂(APS)技术,在0Cr13Ni5Mo不锈钢基体上制备了钼基非晶纳米晶复合涂层.利用XRD观察了涂层的晶型结构,扫描电镜(SEM)观察涂层的组织形貌,恒电位扫描仪对涂层的电化学特性进行了测试,显微硬度仪测量涂层的显微硬度.实验结果表明,利用等离子喷涂工艺可以制备高硬度的Mo基非晶纳米晶复合涂层,这种涂层结构均匀致密,其显微硬度最高达到1 426.9HV.孔隙率约为5.5%.非晶纳米晶复合涂层在3.5%NaCl溶液中存在钝化现象,自腐蚀电流为6.459μA·cm-2,腐蚀速度0.869 mm·a-1.     

医用金属表面生物活性梯度涂层的研究进展

综述在医用金属表面制备生物活性梯度涂层的主要方法和最新研究进展,着重介绍了非晶涂层晶化转变的动力学、不同热处理工艺的比较及对涂层组织和生物稳定性的影响.     

ZrCuAlMo大块非晶的制备及热稳定性研究

通过铜模吸铸法制备（Zr47Cu44Al9）100-xMox（x=0,1,2,3）大块非晶合金.利用X射线衍射、差热分析等,研究分析添加Mo对Zr47Cu44Al9合金非晶形成能力及热稳定性的影响.结果表明,Mo的添加量为2%时,合金具有最大的非晶形成能力,纯非晶试样的临界尺寸从4mm增大到6mm以上,8mm的样品只有微弱的衍射峰.Mo提高非晶形成能力的原因主要是抑制引起异质形核的CuZr相的析出与长大.利用Kissinger方法计算得到的其玻璃转变激活能Eg为278.57kJmol-1、晶化激活能Ex为392.46kJmol-1、晶化峰值的激活能Ep为376.97kJmol-1.与原合金相比,晶化激活能与晶化峰值激活能的数据都增大,说明Mo的添加不仅提高了原合金的非晶形成能力,同时也增强了合金的热稳定性.     

医用金属表面生物活性梯度涂层的研究进展

综述在医用金属表面制备生物活性梯度涂层的主要方法和最新研究进展，着重介绍了非晶涂层晶化转变的动力学、不同热处理工艺的比较及对涂层组织和生物稳定性的影响。     

等离子喷涂制备铁基非晶-纳米复合涂层

以一种多元素铁基非晶合金粉末(含C,si,B,Cr,W,Mo,Ni,Fe等)作为喷涂材料,用大气等离子喷涂在316L不锈钢基体上制备涂层.用X射线衍射仪检测涂层的晶型结构,扫描电镜观察涂层的形貌,透射电镜观察涂层的微观组织结构,显微硬度仪测量涂层的显微硬度,纳米压痕仪测量涂层的硬度及弹性模量,并用谢乐公式计算了晶粒尺寸.结果表明:所制备的涂层均匀致密,与基体结合良好;涂层含有非晶和纳米颗粒;这种非晶-纳米复合涂层具有很高的硬度和弹性模量.     

Cu-Zr-Ag-Al非晶的晶化动力学研究

利用差示扫描热分析法(DSC)和X射线衍射仪(XRD),并借助Kempen模型和Kissinger方程,研究了不同加热速率下Cu45 Zr45 Ag7Al3非晶合金晶化过程及非等温晶化动力学.在连续加热条件下,随升温速率的加快,Cu45Zr45Ag7Al3非晶合金的特征温度Tg,Tx和Tp均向高温区移动,且过冷液相区间扩大.计算了该合金的激活能,分别为Eg=431.1kJ/mol,Ex=307.2 kJ/mol和Ep=339.5 kJ/mol;并计算出相应的Avrami指数n(分别为5.2和1.9),表明该非晶合金的晶化是以界面控制的多晶型晶化为主.     

Al85 Ni10 Er5非晶合金晶化动力学效应的研究

应用Kissinger公式计算得到Al_(85)Ni_(10)Er_5非晶合金初始晶化激活能Ex为104 k J/mol.计算了Al_(85)Ni_(10)Er_5非晶合金的拓扑不稳定参数λ=0.087,说明合金是铝基纳米晶合金.Al_(85)Ni_(10)Er_5非晶合金第一放热峰的晶化体积分数与温度的关系曲线均呈"S"形,随升温速率的增加,这种"S"形曲线均向高温处移动.合金晶化第一阶段的晶化激活能Ea(x)与晶化体积分数呈线性递减趋势.此外,晶化体积分数在10%~50%阶段的激活能Ea(x)大于合金初始晶化激活能Ex,这是由于非晶合金内稳定的无序原子团簇结构有效地抑制了初生晶相长大的结果.     

机械合金化法制备Cu-Ti-Zr基非晶合金

采用机械合金化法成功制备Cu40Ti60-xZr(x=0,10,30,50)非晶合金.研究Cu-Ti-Zr合金粉末由晶态向非晶态转变过程中的组织结构变化,探讨非晶合金的形成机制,以及非晶合金的热稳定性和晶化产物.结果表明,非晶合金直接从初始元素得到,在反应过程中没有金属间化合物出现,非晶化过程可以由间隙扩散模型来解释.Cu40TixZry非晶粉末的DSC分析表明,随着Ti含量的降低和Zr含量的升高,非晶粉末的晶化温度Tx逐渐升高,对非晶粉末在相应的Tx温度附近退火15min后发现,Cu40Ti30Zr30合金没有析出相,Cu40Ti1Zr50析出了Zr2Cu,Cu4Ti和少量的一些未知相.     

喷射成形制备La62Al15.7(Cu,Ni)22.3块体非晶合金

采用喷射沉积成形方法制备了La62Al15.7(Cu,Ni)22.3块体非晶合金. 结果表明,沉积态La62Al15.7(Cu,Ni)22.3非晶合金比以往报道的采用甩带法制备的同成分非晶合金具有更大的约化玻璃转变温度和更宽的过冷液相区. 非晶的晶化实验表明,晶化初期多种晶相同时结晶析出. 483K退火时,在非晶基体中析出Al和AlNi. 503K退火时进一步析出La和未知相. La62Al15.7(Cu,Ni)22.3非晶合金在573K退火没有新相产生,合金晶化态组织由Al、AlNi、La和未知相组成.     

Al65Fe10Zr20Gd5非晶态合金的制备与晶化P

研究Al65Fe10Zr20Gd5混合粉末的机械合金化引起的非晶态化过程,采用X射线衍射仪（XRD）和扫描电镜（SEM）分析混合粉末的结构演变和形貌,用差热分析仪（DTA）分析非晶态合金的热稳定性。结果表明,粉末在机械合金化过程中先细化,由初始粉末直接扩散固溶导致晶格崩溃形成非晶,球磨60h后Al65Fe10Zr20Gd5完全非晶化。DTA曲线显示非晶合金晶化呈现单一的放热峰。合金在923K等温退火1h后,完全晶化,析出复杂的中间相,表现出多晶型晶化的特点,晶化产物为Fe5Gd、Fe2Zr、Al2Gd3和α-（Al）固溶相。Al65Fe10Zr20Gd5非晶晶化激活能为259.64 kJ.mol-1,该非晶合金具有较高的热稳定性和较强的抗晶化能力。     

Mg65Cu22Ni3Y10非晶合金的非等温晶化行为研究

研究了Mg65Cu22Ni3Y10非晶态合金在连续升温过程中的晶化行为.结果表明,随升温速度的加快,特征温度Tg、Tx、Tp均向高温区移动,其过冷液相区的宽度也逐渐增加,表明该非晶合金的晶化具有明显的动力学效应.利用Kissinger法和Ozawa法分别计算了合金的晶化峰值激活能,所得结果偏差不大.利用Flynn-Wall-Ozawa法得到该合金的晶化激活能E(x)随晶化体积分数x变化的关系曲线.     

Fe70Zr10B20非晶合金的晶化及磁性能

采用机械合金化方法制备Fe⁷⁰Zr¹⁰B²⁰磁性非晶合金粉末. 分析Fe⁷⁰Zr¹⁰B²⁰非晶合金的晶化机制; 研究非晶制备过程中样品磁性能的变化规律及热处理对Fe⁷⁰Zr¹⁰B²⁰非晶合金磁性能的影响. 结果表明, Fe⁷⁰Zr¹⁰B²⁰非晶合金以一次晶化的模式晶化; 非晶制备过程中样品的磁性及非晶热处理后样品的磁性与其结构、 颗粒尺寸、 应力和缺陷等因素有关.     

Effect of Cu on dehydrogenation and thermal stability of amorphous Mg-Ce-Ni-Cu alloys

The alloying element component is very crucial in improving the hydrogen storage performance of amorphous alloys.In this work,quaternary amorphous Mg_(70-x)Ce_(10)Ni_(20)Cu_x(x=3,7.5,10)alloys were prepared by meltspinning and the effect of Cu on hydrogenation and dehydrogenation were investigated in comparison with the Mg_(70-x)Ce_(10)Ni_(20)amorphous alloys.The initial hydrogenation kinetics of amorphous Mg_(70-x)Ce_(10)Ni_(20)Cu_x(x=0,3,7.5,10)was improved with the increase of Cu content according to the kinetics measured at a temperature below crystallization temperature.As hydrogen is absorbed,an amorphous-amorphous transition occurred,and relatively high Cu content would lead to phase separation in the hydrogenation process.Amorphous phase have much higher crystallization temperature after it absorbs hydrogen and the addition of Cu could increase the crystallization activation energy of amorphous hydrides.In addition,the increase of Cu content could reduce the dehydrogenation temperature of amorphous hydrides,which gives a significant indication for future improving research of the hydrogen desorption performance of Mg based amorphous hydrides.     

Zircon LA-ICPMS study and petrogenesis simulation of Dahuabei pluton in the Wulashan area,Inner Mongolia

Dahuabei pluton in the Wulashan area,Inner Mongolia,is an alkaline and peraluminous granitic pluton.LA-ICPMS U-Pb dating of zircons indicates that this pluton crystallized at 330±10 Myr.The pluton did not experience apparent zircon fractionation.The consistent temperatures between Zr saturation (765℃) and the average zircon-rutile Ti equilibrium (780℃),together with zircon ages and their CL images,indicated that there were no inherited zircons in this pluton.Through the simulation of the dry-system crystallization process of magma cooling at 200 MPa and 1100-709℃,the phase diagram and composition evolution tendency of different phases were obtained.The magma reached its liquidus at 1069℃.Sanidine was the first crystallized phase;at 709℃ the residual magma was less than 4%,and the range of 1069-719℃ should be the most suitable approach to the real condition.It is shown that at least some part of the pluton underwent such isobaric equilibrium crystallization processes during its crystallization.     

不同一级相变材料的内耗峰形成机制

试验研究了3种一级相变材料的相变过程,即非晶PdNiCuP的晶化与无序和有序型相变、形状记忆合金Cu 11.9Al 2.5Mn的无扩散位移型相变以及共析合金Zn 22Al的共析相变,设计并测量了3种材料的电阻和内耗,并采用插值法获得不同温度下内耗与频率的关系曲线.结果表明,3种材料的相变内耗峰不是弛豫型内耗峰,而是弛豫参数发生突变的结果,相变内耗峰高度与频率的关系是弛豫的表现.在低温区域,观测到其相变内耗峰的结构弛豫现象,并可用结构失稳和结构弛豫的概念定性解释升温速率对相变内耗峰高度的影响.