Zr_(55)Al_(10)Ni_5Cu_(30)大块金属玻璃的晶化行为研究

分别在603 K、653 K、683 K、723 K、753 K、793 K和0.5 h、1 h、2 h、3 h、5 h的保温时间下对Zr55Al10Ni5Cu30大块金属玻璃进行了退火热处理.采用x射线衍射(XRD)法分析了退火后Zr55Al10Ni5Cu30大块金属玻璃的弛豫和晶化相析出的过程,计算了不同温度下结晶度和纳米晶粒尺寸的大小.通过差示扫描量热(DSC)法分析了Zr55Al10Ni5Cu30大块金属玻璃的热稳定性.Kjssinger曲线分析表明,Zr55Al10Ni5Cu30大块金属玻璃弛豫后晶化激活能高于其淬态的晶化激活能,退火温度对大块金属玻璃热稳定性有显著影响.     

添加Nb，Ta，V，Y，Sc对Cu基大块非晶形成能力及耐蚀性的影响

利用分子动力学方法模拟Cu基大块非晶合金,建立非晶中二十面体团簇模型,然后通过计算机编程构造出存在二十面体团簇的非晶模型.从模型中选1个二十面体团簇为研究对象,通过运用实空间连分数递归方法对Nb,Ta,V,Y,Sc等元素替代二十面体团簇中心Zr原子位置,计算取代不同元素与近邻Cu原子的键级积分和费米能级,讨论合金元素对Cu基大块非晶形成能力及耐腐蚀性的影响.     

Cu_(59)团簇在升温过程中结构变化的分子动力学研究

应用基于嵌入原子势的分子动力学方法研究了一个Cu59团簇在升温过程中由固态转变为熔体的结构演化过程.根据由原子密度分布函数确定的4个壳层内原子局域结构随温度升高所发生变化的分析表明,在升温过程中由于原子之间连续地交换位置,团簇结构发生了三个阶段的变化.首先在团簇内部形成由13个原子组成的近二十面体结构,继之各壳层内的原子结构逐渐变得无序,并最终形成原子分布于3个壳层内的处于熔融状态的Cu59团簇.     

添加微量Y、La对Zr基非晶合金耐蚀性的影响

通过计算机编程建立Zr2Cu晶体相中以Cu原子为中心的原子团簇模拟Zr基非晶中二十面体原子团簇模型,应用实空间的递推方法计算了Zr2Cu晶体相中的费米能级及团簇中Cu与近邻合金元素Y、La、Zr的键级积分.结论分析表明:Y、La易于占据Zr-Cu晶体相中Zr原子,使非晶形成能力上升,同时可提高耐腐蚀性,因此,通过加入少量的Y、La元素可制备出具有较高耐腐蚀性能的Zr基大块非晶材料.     

Zr53Cu18.7Ni12Al16.3过冷熔体的原子结构以及动力学性质的研究

本文采用第一性原理分子动力学方法,模拟了Zr53Cu18.7Ni12Al16.3过冷液体的原子结构,以及其对动力学性质的影响.通过对Al原子周围的偏对分布函数的分析,发现该过冷液体的原子结构可用以Al原子为中心的团簇来表征.这种局域结构稳定程度的空间不均匀性,导致了过冷液体的动力学在空间分布上的不均匀性,即出现速度较慢的原子.这种慢原子的出现,使得该过冷液体在过冷相区内发生动力学迟缓,从而抑制了晶化.     

玻璃转变时非晶合金微观结构演变的新进展

在玻璃转变时,金属玻璃只吸收少量热量(与结晶化相比)却引起其物理和力学性能的巨大变化.为了研究玻璃转变时的原子结构演变,采用原位同步辐射X射线的方法测定了在温度连续变化的情况下Zr-Cu-Al金属玻璃的结构函数.纵观本研究:该材料原子级的热膨胀比宏观热膨胀要小,而且在玻璃转变温度以上时明显增大;超过玻璃转变温度时,最近邻原子对中键长较长的原子对数量的变化率!N/N0(N0代表原子对的数量)明显变大.此类现象既可以用我们建立的过渡区链接团簇的非晶原子结构模型解释,又有力地支持此模型.该模型包含三个主要部分:1)原子紧密结合的团簇;2)团簇之间的自由体积;3)连接团簇的过渡区.     

小Al-Ni合金团簇的结构

本文连用了基于紧束鳟模型的Gupta多体势,采用遗传算法研究了团簇的原子数目为13和19以及21的Al-Ni混合团簇的基态构形.将Al团簇中的一个或多个Al原子替其成Ni原子,Aln团簇的基态构形转化为象Ni团簇一样规则的,具有高对称性的结构.当替换的Ni原子数目增加时,混合团簇会形成一些复杂结构.     

铝离子水分子团簇Al~(3+)(H_2O)_n(n=1～6)性质的理论研究

采用高水平的从头计算方法对铝离子水分子团簇Al3+(H2O)n(n=1～6)进行了几何构型的优化、能量和振动频率的计算.计算结果表明Al3+(H2O)n(n=1～6)的最稳定构型都是水分子直接结合于离子.随着团簇中水分子数的增加,R(Al3+—O)逐渐增长,总的结合能逐渐增大,连续结合能逐渐减小.团簇中,铝离子和水分子之间有明显的电荷转移,铝离子的极化作用导致O—H键伸缩振动向低波数方向移动,而对∠HOH的弯曲振动影响较小.     

降温过程对Au_(24)Cu_(19)合金团簇结构变化影响

采用基于嵌入原子法的正则系综NVT分子动力学方法在原子尺度上计算了包含24个金原子和19个铜原子的Au24Cu19双金属团簇在急冷和连续降温过程中的结构演化.根据原子平均势能、主要原子键对数目以及原子堆积结构随温度的变化表明,随着温度的降低,团簇表现为铜原子在内,金原子和少量铜原子包覆在外的构型.在温度被降低到较高温度区间时,急冷降温过程中,键对数目呈高-低振荡变化;连续冷却过程中,键对数目则呈低-高振荡变化.在温度较低的区间,直至400 K,这两个冷却条件下的键对数目表现为同步变化.     

二元金属Cu-Ni团簇稳态结构及电子特性的密度泛函研究

采用基于密度泛函理论的DMol团簇计算方法,对二元过渡金属CunNim（3≤n＋m≤6）团簇的各种组分进行了全面的优化计算,通过平均结合能与最高占据轨道与最低未占据轨道能级的能隙计算表征和分析了其结构稳定性,同时计算了所属点群、原子间距、及总自旋磁矩等,分析得出Ni团簇中掺入少量Cu可以增加团簇的稳定性,在中性CunNim团簇中,团簇的对称性和原子间距是决定团簇总自旋磁矩的重要因素。     

Effects of scandium addition on microstructure and mechanical properties of ZK60 alloy

Series of rod samples of Zr55Al10Ni5Cu30 alloy were prepared by magnetic suspend melting and copper mold suction casting method.The effect of thermal rate treatment(TRT) process on glass forming ability(GFA),mechanical properties and microstructure of Zr-based bulk metallic glass were investigated.It shows that GAF,mechanical properties and microstructure of as-cast Zr55Al10Ni5Cu30 BMGs alloy to a large extent is related to TRT process.GFA and thermal stability of as-cast Zr55Al10Ni5Cu30 alloy increase w...     

Effect of TRT process on GFA, mechanical properties and microstructure of Zr-based bulk metallic glass

The effect of yttrium addition on the glass-forming ability(GFA) and mechanical properties of the Zr-based (Zr_(0.525)Al_(0.1)Ti_(0.05)Cu_(0.179)Ni_(0.146))_(100-x)Y_x and(Zr_(0.55)Al_(0.15)Ni_(0.1)Cu_(0.2))_(100-x)Y_x(x=0,0.2,0.4 0.6,1,2) alloys was studied.Micro-alloying of 0.6%yttrium enhances the room temperature ductility as well as the GFA of the Zr-based alloys.The mechanism of enhancing the GFA and room temperature ductility was analyzed.It is indicated that proper yttrium addition stabilizes the...     

Glass forming ability of Zr– Al –Ni(Co,Cu) understood via cluster sharing model

Clusters are shared atoms in different ways with their neighboring clusters in the crystalline phases.Cluster formula [effective cluster]1(glue atom)xcan be used to describe crystalline phases,and the effective cluster means the true cluster composition due to cluster overlapping in the phase structure.Degree of cluster sharing of Zr6Al2Ni(InMg2),Zr2Co(Al2Cu) and Zr2Cu(MoSi2) phases is investigated in this paper.Ni3Zr9,Co3Zr8 and Cu5Zr10clusters are highlighted because they have the least degree of sharing and can best represent the local atomic short-range order features of the formed phases.It is pointed out that the least sharing clusters are correlated with metallic glass formation and are verified by experiments.     

Cu-Zr-Al大块非晶合金的制备及性能研究

采用铜模铸造的方法制备了Cu48Zr52-xAlx(x=6,7,8,9,10,at%)几种合金,X射线衍射(XRD)实验检验Cu48Zr44Al8,Cu48Zr43Al两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:当铝含量X=9时,合金的非晶形成能力及热稳定性最好.     

室温单轴压缩断裂后块状非晶局部自由体积增加的直接观察

利用透射电子显微术，研究了Zr55Al10Ni5Cu30块状非晶室温单轴压缩断裂后样品微观结构变化特征，实验观察到由于塑性形变的集中导致的局部区域内自由体积增加现象，表明局部自由体积增加主导着非晶合金的形变行为。     

深冷处理对Cu40Zr44Ag8Al8非晶复合材料组织和力学性能的影响

研究了深冷处理对Cu40Zr44Ag8Al8非晶复合材料组织演变和力学性能的影响.运用光学金相、X射线衍射分析（XRD）、差示扫描量热分析（DSC）和显微硬度等实验手段,对Cu40Zr44Ag8Al8非晶复合材料深冷处理前后的非晶结构和晶化相进行测试分析.结果表明：深冷处理2h,Cu40Zr44Ag8Al8非晶复合材料的第二相体积份数增多.随着深冷处理时间增加到24h,第二相的体积份数和尺寸进一步增多,同时非晶复合材料的显微硬度也有一定的提高.XRD分析表明Cu40Zr44Ag8Al8非晶复合材料中形成了Cu10Zr7相和AgZr相.非晶复合材料非晶基体的玻璃转变温度Tg随着深冷处理时间的增加而提高,晶化潜热则随着深冷时间的增加而降低.Cu40Zr44Ag8Al8非晶复合材料组织结构的演变与深冷处理过程产生的内应力有关.     

Microstructure and mechanical properties of a novel Zr-based bulk metallic glass composite

Zr48.5Cu46.5Al5 bulk metallic glass （BMG） composites with diameters of 3 and 4 mm were prepared through suction casting in an arc melting furnace by modulating the alloy composition around the monothetic BMG composition of the high glass forming ability. Microstructural characterization reveals that the composites contain micron-sized CuZr phase with martensite structure, as well as nano-sized Zr2Cu crystalline particles and Cu10Zr7 plate-like phase embedded in an amorphous matrix. Room temperature compression tests showed that the composites exhibited significant strain hardening and obvious plastic strain of 7.7% for 3 mm and 6.4% for 4 mm diameter samples, respectively.     

Zr_（55）Al_（10）Cu_（30）Ni_5块体非晶合金轧制塑性变形三维有限元分析

利用ANSYS/LS-DYNA显式动力学分析有限元法对Zr55Al10Cu30Ni5块体非晶合金的室温轧制塑性变形过程进行模拟计算,分析了非晶合金变形区域内的最大剪切应力分布与压下率的关系。计算得出了稳定轧制阶段不同压下率下非晶合金的应力和应变分布。计算结果表明,轧制变形区的最大剪切应力随压下率的增大而增大,并且在最大剪切应力超过屈服应力的局部区域非晶合金发生了非均匀塑性变形。模拟分析的结果与实验研究结果相符合,从而为进一步研究室温轧制变形诱导非晶合金微观结构变化提供理论依据。     

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.