Ti_42.5Zr_7.5Cu_40Ni_5Sn_5块体非晶合金的形成、热稳定性与力学行为

采用铜模铸造方法制备了临界尺寸达4mm的Ti_42.5Zr_7.5Cu_40Ni_5Sn_5块体非晶合金.该合金的过冷液相区ΔT_x,约化玻璃转变温度T_rg,γ判据以及δ判据分别为63.9K,0.561,0.393以及1.400,这表明该合金具有优异的玻璃形成能力.这种Ti基块体非晶合金具有高达2162MPa的压缩强度,同时还有明显的塑性.     

Fe65．5Cr4Mo4Ga4P12C5B5．5块体非晶合金不同介质中的腐蚀行为

研究了Fe65．5Cr4Mo4Ga4P12C5B5．5块体非晶合金的铸态、结构弛豫以及晶化态在NaCl,HCl和NaOH溶液中的腐蚀行为．并利用X射线光电子分光光谱分析了浸入介质之前和之后的合金表面元素变化．结果表明：在实验所选溶液中,非晶态Fe65．5Cr4Mo4Ga4P12C5B5．5合金耐腐蚀能力高于其结构弛豫、晶化态以及不锈钢和碳钢．Fe65．5Cr4Mo4Ga4P12C5B5．5块体非晶合金高的耐腐蚀能力来源于表面形成的富Fe-,Cr-和Mo-保护膜．     

Pd-Si二元块体非晶合金

摘要采用玻璃包覆提纯技术和水淬或空冷方法制备了块体Pd82Si18Pd81Si19Pd80Si20二元块体非晶合金球形样品,直径分别达7-8mm．热分析结果表明,随Si含量的增加,Pd—Si二元块体非晶合金的非晶转变温度Tg、起始晶化温度瓦和晶化峰值温度瓦增加,且Pd—Si二元块体非晶合金的过冷液相区达61K．研究结果表明二元Pd-Si合金具有很强的非晶形成能力,且玻璃包覆提纯显著提高了Pd-Si合金的非晶形成能力．     

前言·块体非晶合金

块体非晶合金具有独特的物理和化学性能,例如高强度、优良的磁性和超塑性以及高耐腐蚀性能等,在很多领域具有潜在的应用前景．在过去的十年中,块体非晶合金领域的研究获得了国家重点基础研究发展计划及国家自然科学基金重点项目的资助,在对非晶合金的原子结构、变形行为和非晶形成能力的研究以及具有高非晶形成能力的新型合金体系的开发等方面开展了大量的工作．基于近年来块体非晶合金的研究进展,目前国际非晶合金领域的研究重点和热点如下：     

Mg65Cu25Y10-xLax块体非晶合金的玻璃形成能力

传统的非晶合金多为粉末或者薄带，这样就大大限制了非晶合金的许多优异性能的发挥以及在工业中的应用，因此研究开发块体非晶合金有重要的理论与应用价值．用真空吹铸法制备了直径2mm的Mg65Cu25Y10-xLax（x=0、0．35、1、2）块体非晶合金梓，采用X射线衍射（XRD）、差热分析（DTA）分别对非晶合金的结构和形成能力进行了研究．研究结果表明，x=2时，合金具有最高的玻璃形成能力（k=0．5872）；当x=0．35时，也就是当原子半径参数λ=0．18时，不但没得到共晶点的成分，反而其玻璃形成能力比Mg65Cu25Y10还差；当x=3、4时，此时在非晶基体中已经出现晶体相，说明其玻璃形成能力显著降低．     

NiTiZrAlCuSiB块体非晶合金等温晶化动力学

利用铜模铸造法制备了Ni42Cu5Ti20Zr21Al8Si3.5B0.5块体非晶合金,采用示差扫描量热计（DSC）对此块体非晶合金的等温晶化动力学进行了研究。应用函数z（φ）证明了JMA模型能够用于描述所研究的Ni基非晶合金的等温晶化动力学。结果表明：该合金的等温晶化行为始于一维界面控制地形核及长大,等温晶化的主要阶段为Avrami指数大于3.0的三维形核及长大过程。等温局部晶化激活能Um0.50为561.95kJ/mol,表明该Ni基非晶合金具有很高的热稳定性。     

块体Pd82Si18非晶合金的制备及晶化行为研究

采用玻璃包覆 水淬技术制备了块体Pd82Si18非晶合金．实验结果表明，净化对该熔体的非晶形成能力有很大的影响．通过对深过冷Pd82Si18合金的凝固行为研究发现，当过冷度大于190K时，过冷熔体会出现液相分离现象，热力学分析表明这将降低该过冷熔体的非晶形成能力．该非晶的晶化实验结果显示，与旋铸法制备的Pd82Si18非晶条带不同，块体非晶的晶化过程中出现两个放热峰，同时玻璃转变温度、晶化温度、过冷液相区都有相应的变化．通过分析可知Pd82Si18非晶合金的晶化过程与制备过程中的冷却速率有很重要的联系．     

铜模吸铸法制备的Fe_(74)Al_4Sn_2(PSiBC)_(20)块体非晶与块体纳米晶合金

利用铜模吸铸法制备了直径Φ1.0mm和2.0mm的Fe74Al4Sn2(PSiBC)20块体非晶合金和直径2.0mm的Fe74Al4Sn2P10Si4B4C2块体纳米晶合金圆棒.利用X射线衍射、差示扫描量热仪(DSC)和差热分析仪(DTA)对Fe74Al4Sn2(PSiBC)20块体非晶合金的结构和热性质进行了测定.该非晶合金系在凝固前能够获得较大的过冷度,并具有较高的约化玻璃转变温度Tg/Tm(Tg/T1).利用透射电子显微镜(TEM)观察了制备态的Fe74Al4Sn2P10Si4B4C2纳米晶合金圆棒的结构,为非晶基体上均匀分布的尺寸10-20nm的α-Fe晶粒.合金凝固前获得较大的过冷度,较高的约化玻璃转变温度和多步晶相析出过程有利于获得块体纳米晶材料.铜模吸铸法既可制备块体非晶合金,也可制备块体纳米晶合金,是一种很有吸引力的制备块体非晶合金和块体纳米晶合金的方法,并进一步证实利用快速凝固法可以直接制备块体纳米材料.     

高温下Fe73CU1．5Nd3Si13．5B9非晶合金结构演化的原位X射线研究

利用原位X射线衍射测量结构参数方法,研究了Fe73Cu1.5Nd3-Si13.5B9非晶合金热力学结构弛豫．通过Fourier变换得到不同温度的径向分布函数、近邻原子间距等原子构型的结构信息．研究结果表明,发生热力学结构弛豫时,大块金属玻璃的非晶结构保持稳定,但温度改变该非晶短程有序的次近邻局域原子构型．     

块体非晶合金的室温力学行为研究新进展

块体非晶合金由于具有优异的力学性能、物理性能、化学性能,从而得到广泛研究.本文综述了块体非晶合金室温力学行为研究的最新进展,详细介绍了块体非晶合金的室温塑性、屈服行为以及变性机制.     

Zr-Al-Ni-Cu系统中非晶合金

Zr-Al-Ni-Cu系及共亚组元体系中非晶合金是由二元合金系开始，发展到今日的四元和五元合金，其形状也从薄带、丝等发展为块体，以源自准晶的等电子浓度理论和等原子尺寸理论为判据设计合金成分，并制备了系列大块非晶合金，它们的△Tx在100k左右，同时具有大的约化玻璃转变温度Trg。     

金属玻璃

正金属玻璃(又称非晶合金)是1960年代初发明的新型高性能金属材料。金属玻璃的基本研究内容包括:(1)研制新的、具有特殊性能的金属玻璃体系,如:Al、Fe、Cu、Ti、Mg基等应用潜力大的金属玻璃体系,以及具有特殊功能特性的新体系;(2)发展块体金属玻璃的制备技术:金属玻璃的发展过程实际上是制备技术的发展过程,该领域的突破都是由新的制备技术带来的;(3)结构特征与表征方法:如何表征金属玻璃的结构特征是认识和建立其成分-结构-性能关系的瓶颈;     

冷却速率对Zr基块体非晶合金塑性变形能力的影响

研究了Zr65Cu17.5Ni40Al7.5块体非晶合金制备过程中合金熔体的冷却速率对合金室温塑性变形能力的影响．对φ2mm铸态Zr65Cu17.5Ni40Al7.5非晶合金及由φ3mm和φ4mm铸态非晶合金经车削加工获得的φ2mm试样的室温压缩变形行为进行了研究,结果表明这些合金表现出不同的塑性变形能力．压缩塑性应变随着铸态块体非晶合金直径的增大而减小,即随冷却速率的增大而增大．由此可知,快速凝固过程中冷却速率的大小决定了块体非晶合金中自由体积含量的多少,对非晶合金的塑性变形能力具有重要影响．     

块体非晶合金的研究进展

块体非晶合金具有比各种传统材料更为优异的物理、化学、力学性能及精密成型性,因而一直是材料科学与物理研究的热点。本文分析讨论了该领域中存在的一些基本的问题,并从成分结构条件、热力学条件、动力学条件等方面阐述了块体非晶合金的形成机制,介绍了块体非晶合金优异的性能和应用前景,并扼要介绍了块体非晶合金未来的发展趋势及方向。     

非晶合金连接研究进展

综述了近几年采用焊接方法来实现同质、异质块体非晶合金以及块体非晶合金与晶态合金的连接的研究现状。分析了实现熔化焊焊接非晶合金的局限性在于:输入的能量密度必须很高;被焊试样具有较强的非晶形成能力和热稳定性。而实现固相焊焊接非晶合金的局限性在于:被焊试样必须具有一定几何尺寸的大块非晶合金;控制焊接参数使界面温度保持在过冷液相区比较困难。     

块体非晶Cu_(45)Zr_(39.5)Ti_(9.5)Al_6非等温晶化行为

在Cu45Zr45.5Ti9.5合金中加入少量金属元素Al,用铜模喷铸的方法成功制备出块体非晶合金Cu45Zr39.5Ti9.5Al6。利用差示扫描量热法(DSC)、X射线衍射(XRD)分析块体非晶合金在连续加热条件下的非等温晶化行为。结合Ozawa法算出的激活值表明块体非晶合金的抵抗晶化能力较强。在4种加热速率:10℃/min、15℃/min、20℃/min和25℃/min的非等温晶化处理后,析出相主要是Cu8Zr3和Cu10Zr7,晶粒均匀的分布在基体上。     

钇对ZrCuNiAl系合金非晶形成能力的影响

利用X射线衍射(XRD)和差示扫描量热分析(DSC)研究了添加钇对Zr55 Cu30Ni5Al10Y(=0,1,2,3,4)非晶合金体系玻璃形成能力的影响。用铜模铸造获得的Zr55 Cu30Ni5Al10Y(=0,1,2,3,4)块体非晶合金的临界尺寸从直径6 mm增加到20 mm。分析认为,微量钇的添加可以与合金中的残留氧形成氧化物,降低氧对合金形成非晶态结构的负面效应。因此添加适量的稀土元素钇有利于提高Zr55 Cu30Ni5Al10Y非晶合金体系的玻璃形成能力。     

铝元素的添加对铜（锆）基非晶形成能力的影响

采用铜模铸造的方法制备Cu50Zr40Ti10、Cu47.5Zr47.5Al5(Cu50Zr40Ti10)100-xAlx(x=2、4、6、8、10)几种合金,X射线衍射(XRD)实验检验Cu50Zr40Ti10、Cu47.5Zr47.5Al5和Cu49Zr39.2Ti9.8Al2三种合金样品为完全非晶态 .对样品进行差示扫描量热分析(DSC)考查三种大块非晶合金的非晶形成能力,以及Al的添加对非晶形成能力的影响.结果表明:Cu47.5Zr47.5Al5大块非晶合金的非晶形成能力要高于Cu50Zr40Ti10和Cu49Zr39.2Ti9.8Al2两种大块非晶合金的非晶形成能力,在Cu50Zr40Ti10大块非晶合金中添加了原子分数为2%的Al后提高了非晶形成能力.     

非晶合金发展及制备

概述了大块非晶态材料的发展历史,并从成分结构条件、热力学条件、动力学条件等方面阐述了大块非晶合金的形成机制。介绍了大块非晶合金的制备方法,描述了大块非晶合金玻璃形成能力的各种判据。     

大块非晶合金制备技术进展

介绍了大块非晶合金的制备方法,并从成分结构条件等方面阐述了大块非晶合金的形成机制,描述了大块非晶合金玻璃形成能力的各种判据。对一些方法、特点进行了讨论,并对它们进行了初步对比。