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。     

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.     

机械合金化诱导Zr_2Ni-Fe_3Al微观结构的演化

以Zr2Ni二元合金作为基体,金属间化合物Fe3Al为掺杂相,利用机械合金化法,经XRD、DTA、SEM和TEM等测试,研究Fe3Al掺杂及球磨时间对合金粉末显微结构演化行为的影响。结果表明,Fe3Al掺杂降低非晶合金的热稳定性,简化晶化模式,由三步或两步晶化简化为一步晶化,明显影响Zr2Ni非晶合金的晶化行为,Fe3Al相在球磨过程中以单一质点的存在形式发挥掺杂作用,显著增强非晶基体的局部原子密排度。     

机械合金化制备纳米Al_(70)Fe_(25)Ni_5合金

采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、差热分析仪(DTA)等研究了Al70Fe25Ni5元素混合粉末在机械合金化过程中的结构演变及热稳定性.结果表明:球磨0.5h后有部分非晶生成,球磨5h后的粉体,退火处理后生成Al5Fe2和Al3Ni2金属间化合物.球磨500h后得到纳米金属间化合物.     

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.     

Ni-Fe-(Zr)-Si-B非晶合金的等温晶化与结构转变

采用旋铸急冷工艺在大气环境中制备出了(Ni0.75Fe0.25)78-xZrxSi10B12(x=0、8)非晶合金带材.X射线衍射分析表明样品为完全非晶.采用Diamond TG/DTA差热分析仪测量非晶薄带的热稳定性及其相关参数Tg、Tx、Tm等.根据DTA结果分析,(Ni0.75Fe0.25)78Si10B12非晶合金退火温度为695、715、7457、65 K.在715 K和745 K退火时,非晶基体上析出单一的-γ(Fe,Ni)固溶体,平均晶粒尺寸分别约为10.3 nm和18.5 nm,在765 K退火后的结晶相为-γ(Fe,Ni)固溶体以及Fe2Si,Ni2Si和Fe3B.(Ni0.75Fe0.25)70Zr8Si10B12非晶合金退火温度为810、825、845、855、865、920 K,退火后不能在非晶基体上析出单一的晶化相,晶化析出相为-γ(Fe,Ni)固溶体以及Ni21Zr2B6,Fe5Si3,Ni3Zr和一些未知相.     

FeNiPB (Cu,Nb)合金的非晶及晶化的微观组织结构

用X射线精细结构分析、示差扫描热分析和扫描电子显微分析仪分析研究了FeN iPB(Cu,Nb)合金的非晶及晶化的微观组织结构,探索了这类合金的非晶加纳米晶组织结构的形成和控制,结果表明:Fe,N i,P,B,Cu和Nb元素混合粉末机械合金化后可形成非晶态的FeN iPB(Cu,Nb)合金,再经过晶化处理可得到具有非晶基体上弥散分布着α-Fe基纳米晶组织的合金.在晶化过程中,合金中Cu的作用使α-Fe晶核弥散形成,而合金中Nb的存在阻止了α-Fe基的晶粒的长大.因此,在FeN iPB(Cu,Nb)合金中,可通过调整合金中Cu,Nb的含量及相对量来控制非晶基体上的纳米晶形成的量及晶粒尺寸.     

Fe_(75)Nb_8B_(15)Zr_2非晶合金的晶化过程研究

采用单辊快淬法制备Fe75Nb8B15Zr2非晶合金,对该非晶合金进行不同温度的等温退火,研究其晶化过程及结构变化.利用示差热分析仪(DTA)确定样品的退火温度,利用X射线衍射(XRD)测试其相结构.结果表明:Fe75Nb8B15Zr2合金在快淬速率为38m/s时呈完全非晶状态,随着退火温度的升高,α-Fe相逐渐析出,并伴随有硼化物(Fe3B和Fe2B)析出.Fe75Nb8B15Zr2非晶合金的晶化过程:非晶→非晶+α-Fe→α-Fe+Fe3B→α-Fe+Fe3B+Fe2B.     

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.     

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。     

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.     

粉末冶金法合成高强低模超细晶医用钛合金

为探寻有效的高强低模医用钛合金制备方法,采用机械合金化方法制备了不同Fe含量的(Ti69.7Nb23.7Zr4.9Ta1.7)100-xFex非晶/纳米晶合金粉末,随后采用放电等离子烧结-非晶晶化法得到了高强低模的超细晶钛基复合材料.结果表明:(1)机械合金化过程中,Fe含量对合金的非晶形成能力影响显著,文中实验条件下,只有当x增大至10时才能形成全非晶相的非晶粉末;(2)Fe含量也明显影响合成的块体钛合金的力学性能,合成的不同Fe含量合金中,只有(Ti69.7Nb23.7Zr4.9Ta1.7)94Fe6合金具有高强度和显著塑性,其压缩屈服强度为2425MPa,断裂强度为2650MPa,断裂应变为0.0691,平均弹性模量仅为52GPa,接近第三代生物医用钛合金的最低值.将所合成的超细晶钛合金与常用的两种生物钛合金(Ti-6Al-4V和Ti-13Nb-13Zr)进行抗摩擦磨损性能对比,发现所合成的钛合金具有最佳的耐磨性.     

Fe-Zr-B相图热力学计算及非晶合金的制备

用相图热力学计算技术对Fe-Zr-B三元系进行相图热力学计算,获得Fe-Zr-B共晶点成分,并利用机械合金化法制备Fe60Zr40-xBx(x=10,20,30)非晶合金粉末.在理论共晶点附近的Fe60Zr20B20和Fe60Zr10B30体系的非晶形成能力要高于较远的Fe60Zr30B10体系,说明组成愈接近理论共晶点,其非晶形成能力愈强,证明共晶点预测非晶形成范围是可行的.     

FeNiPB(Cu,Nb)纳米晶软磁材料的研究

通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜及场发射扫描子显微镜并借助X－ray衍射仪分析研究了Fe基纲米晶软磁材料，结果表明：用机械合金化法可以合成FeNiPB(Cu,Nb）非晶合金，非晶粉末经晶化处理可以得到FeNiPB(Cu,Nb）纳米晶组织。     

机械合金化Cu-Ti,Ni-Ti非晶粉末

用自制的高能球磨机将Cu-Ti和Ni-Ti二元系的纯金属粉末混合物制成了非晶粉末,确定了用机械合金化制取非晶含金粉末的一般工艺条件。用X射线衍射(XRD)方法研究了机械合金化时的非晶化过程。通过高温XRD和热差分析(DTA)方法检测了非晶粉末的晶化行为。实验发现,球料比应加以限制,在我们的实验条件下10:1是较适当的,机械合金化过程可能保存的少量层状结晶相通过随后在低于晶化温度T_X下的加热可能转化成非晶相。Cu_(43)Ti_(57)非晶粉末的T_X约等于450℃,Ni_(45)Ti_(55)约等于500℃。计算了Cu-Ti二元系在300℃时亚稳相和平衡相的自由能曲线,并根据扩散偶的模型讨论和解释了机械合金化的非晶化过程。     

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.     

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.     

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。     

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．     

TiB_2颗粒添加对块状Cu_(47)Zr_(40)Al_(13)非晶复合材料热稳定性的影响

在块体Cu47Zr40Al13基体中加入微量TiB2陶瓷颗粒,电弧熔炼铜模吸铸法制备含原位陶瓷颗粒的非晶复合材料,经X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和差示扫描量热(DSC)分析样品,结果表明:试样为含部分晶相Cu10Zr7的不完全非晶态;随TiB2质量分数增加,合金基体的非晶形成能力没有显著变化;过冷液相区宽度ΔTx由43K增至48.2K。