Gd—Fe-Al系统非晶形成范围与能力的热力学分析

采用基于Miedema理论的半经验模型计算了Gd-Fe-Al三元合金系统中非晶相、固溶体相以及化合物相的吉布斯自由能,预测该合金系统的非晶形成范围和非晶形成能力.计算结果显示:实验得到的Gd基大块非晶在预测的非晶形成范围内;Gd基合金Gd65Fe20Al15,Gd65Fe15Al20和Gd70Fe15Al15的非晶形成能力与实验结果符合得很好.但是,由于共晶点位置的影响,Al基合金的非晶形成范围和非晶形成能力均与预测结果有一定差距.非晶相与固溶体相之间吉布斯自由能差是影响非晶形成的重要因素.     

Nd60Fe30-xZrxAl10(x=5,10,15,20)合金的制备及磁性能研究

分别采用电弧熔炼和机械合金化法制备Nd60 Fe30-xZrxAl10（x=5,10,15,20）晶态和纳米非晶态合金,并利用X射线衍射仪、振动样品磁强计等对制备的晶态合金和纳米非晶态合金的结构及其磁性能进行分析,研究Fe和Zr相对含量的变化对合金相的组成及磁性能的影响.结果表明：Nd60 Fe30-xZrxAl10（x=5,10,15,20）合金晶态及纳米非晶态合金均显示软磁性;对于晶态样品,随着Zr含量的增加,样品的磁化强度逐步降低;对于纳米非晶态合金,随着Zr含量的增加,合金的饱和磁化强度降低;相同成分的纳米非晶态合金的饱和磁化强度高于相应的晶态合金的饱和磁化强度.Nd60Fe20Zr10Al10混合粉末球磨100 h后达到了完全非晶化,说明Nd60 Fe20Zr10Al10有较好的非晶形成能力.     

Ni-Fe-Zr-Si-B非晶合金的形成和热稳定性研究

通过旋铸急冷工艺在真空中制备出了(Ni0.75Fe0.25)78-xZrxSi10B12(x=1、3、5、8、10)合金带材,获得了镍基非晶合金.采用XRD、DTA等测试手段分析了该工艺制备的合金非晶条带,研究了Zr对该合金体系的非晶形成能力和热稳定性的影响.X射线衍射分析表明,该合金体系皆为完全非晶.Diamond TG/DAT差热分析仪对非晶薄带的热稳定性及其相关参数Tg、Tx、Tm等的测量分析表明,该合金系中(Ni0.75Fe0.25)70Zr8Si10B12的过冷液相区温度范围ΔTx达58.62 K,约化玻璃转变温度trg约为0.666,表明该合金具有较高的非晶形成能力和热稳定性.当Zr原子分数较小(x≤8)时,Zr的添加提高Tg、Tx,并扩大过冷液相区ΔTx,使合金的非晶形成能力和热稳定性增加;Zr原子分数较大(x>8)时,Zr的添加诱导富Zr-Ni和Zr-Fe的原子团的形成,这些原子团会成为均质形核的核心,降低合金的非晶形成能力和热稳定性.     

机械合金化法制备Co-Zr非晶软磁合金粉末的研究

研究了Co-Zr二元相图上4个共晶点成分配方Co90Zr10、Co53Zr47、Co35Zr65和Co21Zr79在球磨条件下的非晶态合金形成能力．分析结果表明，4种配方在一定的球磨时间内都能形成非晶态合金，非晶形成时间由短到长的合金组分依次为Co35Zr65、Co21Zr79、Co90Zr10和Co53Zr47，其中非晶形成能力最强的是Co35Zr65．作为选择非晶态合金成分的判据来说，对于机械合金化法(MA)法，Davies的共晶线准则比较合适．但若球磨时间继续延长，No．3特别是No．4样品球磨产物中出现明显的纳米微晶CoZr2金属间化合物．说明CoZr合金系随着w(Zr)的增加，金属问化合物形成能力增加，这与Co和Zr的晶体结构有关．球磨时间对非晶的形成有重要影响，球磨时间过长，使形成的非晶态合金反而向晶体转化．     

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。     

Al_(65)Fe_(10)Zr_(20)Gd_5非晶态合金的制备与晶化

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。     

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。     

Cr、V元素替代Nb元素对Fe40Co40Zr8Nb2B10非晶合金热性能及结构的影响

采用单辊快淬法制备Fe40Co40Zr8Nb2B10、Fe40Co40Zr8Cr2B10和Fe40Co40Zr8V2B10非晶合金薄带,并对三种合金在不同温度下进行热处理.利用X射线衍射仪(XRD)和差热分析仪(DTA)等测试手段对样品的结构及热性能进行研究.结果表明,Fe40Co40Zr8Nb2B10、Fe40Co40Zr8Cr2B10和Fe40Co40Zr8V2B10合金的晶化激活能分别为302.6、306.6和299.3 kJ/mol,Cr元素和V元素替代Nb元素对合金的热稳定性影响不大,但扩大了合金的晶化温区.三种合金晶化过程相似:非晶→非晶+α-FeCo→α-FeCo+ZrCo3B2+Fe(Co)3Zr.     

Zr-Cu-Al三元合金大块金属玻璃的形成能力及热稳定性

用水冷铜模吸铸的方法制备了直径为3mm的Zr85-xCuxAl15（x=25、30、35、40和45）合金棒．用X射线衍射（XRD）、差分扫描量热（DSC）和差分热分析（DTA）测试,结果表明：Zr55Cu30Al15和Zr50Cu35Al15,为完全非晶,且Zr50Cu35Al15为近共晶成分,其玻璃形成能力和热稳定性最佳．运用Miedema半经验模型对该合金系的非晶形成焓进行了理论分析计算,其结果与实验基本符合．     

9个二元有机物系统相图和它们共晶点的理论计算

利用改进的准正规模型,根据热力学理论获得了决定二元液-固相平衡的曲线方程.对9个具有低共晶点的二元有机物系统,计算了它们的相图和低共晶点(T0,xB0)的数值,结果与实验数据符合的很好.     

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.     

Al-Fe-Zr三元系中金属间化合物的形成焓计算

采用普适分析型的嵌入原子模型,通过拟合纯元素的晶格常数、空位形成能、结合能和体积模量等,确定出Al、Fe和Zr的嵌入原子模型参数,并用该嵌入原子模型分别计算由Al、Fe和Zr元素构成的3个二元系以及三元系中的有序合金化合物的形成焓。计算结果与已有的实验结果和第一原理计算结果符合得比较好。从计算Al-Fe-Zr所组成的三元有序金属间化合物的形成焓得出的金属间化合物稳定性趋势与三元相图相符合。     

添加Ti0.9Zr0.1Mn1.5复合球磨对Ti9.6V86.4Fe4 合金储氢性能的影响

系统研究了Ti9.6V86.4Fe4储氢合金中掺入10%（质量分数）的Ti0.9Zr0.1Mn1.5进行复合球磨对其相结构及储氢性能的影响.X射线衍射分析表明,Ti9.6V86.4Fe4铸态合金具有单一的体心立方（BCC）结构固溶体相,当添加10%的Ti0.9Zr0.1Mn1.5复合球磨后,复合物由BCC主相和C14型Laves第2相组成.扫描电子显微镜及X射线能量色散谱仪分析表明,Ti9.6V86.4Fe4合金粉颗粒表面包覆了一层Ti0.9Zr0.1Mn1.5微粒.储氢性能测试表明,Ti9.6V86.4Fe4中掺入10%的Ti0.9Zr0.1Mn1.5复合球磨后,虽然室温最大吸氢量（质量分数）从3.86%略微降低至3.61%,但其有效储氢量（质量分数）由2.01%提高到2.11%,活化性能和P-C-T曲线平台特性都得到了明显改善.     

Ni-Hf非晶合金及其团簇式成分解析

Ni-Hf是一类重要的二元非晶形成体系,但其非晶形成能力较弱,最佳非晶成分尚不明确.本文利用团簇加连接原子模型,首先解析了二元深共晶点Ni65Hf35对应共晶相Ni7Hf3和Ni10Hf7的团簇结构,获得了可代表各自结构特征的主团簇;随后依据非晶合金的通用团簇式[团簇]（连接原子）1或3,设计出若干可能具有高非晶形成能力的合金成分.实验结果表明,急冷甩带后只有Ni71.43Hf28.57和Ni68.75Hf31.25两个成分点形成完全非晶,其中后者成分由团簇成分式[Ni-Ni7Hf5]Ni3描述,并具有最高的热稳定性（877K）和最低的液相线温度Tl（1482K）,被认为是Ni-Hf系中高非晶形成能力的成分点,其位于Ni65Hf35共晶点的富Ni侧,靠近共晶相Ni7Hf3.     

Mechanism of Ag and Al on improving the glass forming ability of CuZr-based alloys

By a mean field theoretical computation,the equilibrium distributions of additional Ag and Al in the crystalline phase of CuZr-based alloys were determined to occupy the two sublattices of the B2 structure randomly.With the molecular dynamics technique,the effects of Ag and Al on the enthalpy difference(ΔH) between the supercooled melt and the crystalline phase were evaluated.The improved glass forming ability of Cu45Zr45Al10 and Cu45Zr45Ag10 can be attributed to their remarkably smaller ΔH than that of CuZr.The calculated diffusion coefficients are more sensitive to the atomic weight of the component atoms than to their interaction strength.As the component atom with the largest mass,the additional Ag increases the viscosity of the supercooled melt significantly and the experimentally stronger glass formation ability of Cu45Zr45Ag10 than Cu45Zr45Al10 can be well understood.     

Regulating microstructures and mechanical properties of Al-Fe-Ni alloys

Mechanical properties of Al-Fe-Ni eutectic alloys have been investigated based on the nominal mass fraction of eutectic phase,and the added Fe/Ni mass ratio.The X-Ray diffraction,scanning electron microscopy equipped with energy dispersive spectroscopy and transmission electron microscope have been used to identify phase composition,characterize microstructure and crystal structure of Al_9FeNi phase,respectively.The results demonstrate that the nominal mass fraction of eutectic phase control the presence of primary phase.The tensile strength slightly increases,and the ductility deteriorates sharply as the volume fraction of primary phase increases.The Fe/Ni mass ratio has the profound effect on the microstructures(i.e.,size and shape) of primary phase.When the Fe/Ni ratio is approaching to 1,the primary phase becomes rod-like shape,which can enhance the ductility of alloys over the flake-like phase.The increasing cooling rate can effectively reduce the eutectic grains size and primary phase fraction,and further significantly improve mechanical properties of the alloys.     

TiB2-TiB/Fe金属陶瓷复合涂层原位合成及显微分析

利用激光熔覆工艺在中碳钢表面制备出原位自生TiB2-TiB／Fe复相金属陶瓷复合涂层，以改善常规材料表面综合使用性能．采用XRD、SEM、EDS、EPMA等手段对复合涂层进行了研究．结果表明：复合涂层主要由(Fe，C)固溶体胞状树枝晶及分布于晶间的TiB2／Fe或TiB／Fe共晶组成，部分Fe2B相也会出现在晶间．涂层成分不同时，陶瓷增强相的含量将发生变化．涂层力学性能较基体有显著提高．