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.     

Co基非晶合金薄带的非等温晶化动力学效应

采用非等温差示扫描量热法（DSC）研究了Co基非晶合金的晶化动力学.结果显示：随着升温速率的增加,特征温度Tg,Tx,Tp向高温区移动,且玻璃转变逐渐明显,过冷液相区逐渐加宽,表明该系列合金的玻璃化转变和晶化均具有动力学效应.用Kissinger方程计算了合金系的玻璃转变和晶化的表观激活能,发现与常规Co基非晶合金相比,具有强玻璃形成能力的Co基非晶合金的晶化激活能明显增大,由此说明该类非晶合金具有更高的非晶稳定性.     

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。     

Fe3.84Ni5.57B0.69非晶合金的非等温晶化动力学研究

采用化学还原法制备出了超细Fe3.84Ni5.57B0.69非晶态合金。X射线衍射表明样品为完全非晶。利用差示扫描热分析在不同升温速率下连续加热测得该非晶粉末的热稳定性参数值,均随着升温速率的增加而增加,表明其晶化行为存在着显著的动力学效应。用多元非线性拟合法结合传统的Flynn—wall-ozawa法求取了晶化过程的晶化能E、频率因子A,并给出了可能的机理函数。得出最概然机理为：A-1→B-2→C,机理函数是f（a）1=1．5×[（1-a）^-1/3]^-1,f（a）2=n×（1-a）×[-Ln（1-a）]^n-1/n．     

非晶态Finemet合金的纳米晶化动力学研究

利用差示扫描量热法（DSC）研究了非晶Finemet合金的纳米晶化动力学行为．晶化过程中的晶化峰值温度Tp与升温速率β之间存在着线性关系：Tp=533．7＋0．82β.通过对不同升温速率的DSC曲线的分析，采用Kissinger方法和Ozava方法计算了非晶Finemet合金纳米晶化的表观激活能Eα，并采用拓展的Friedman方法计算了纳米晶化过程中的局域激活能E（α）．在非晶Finemet合金纳米晶化的整个过程中，其晶化机制在初始阶段（0〈α〈0．2）是扩散控制的兰维形核和晶粒生长的整体晶化，形核速率逐渐减小；中间阶段（0．2〈α〈0．9）是扩散控制的一维形核和晶粒生长的表面晶化，形核速率近似为零；最后阶段（α〉0．9）存在反常的晶化行为，局域Avrami指数n从1．0上升到2．0左右，可能是因为在晶化后期Cu核消耗完毕以及一些α-Fe颗粒发生快速生长造成的．     

非晶合金非等温晶化激活能的计算方法

介绍了计算非晶合金非等温晶化激活能的各类方法,指出等转化法是最可靠的一类方法.对等转化法中的各种具体计算方法,进行了分析并将它们分为A、B、C三种类型.类型A的计算公式在推导过程未作任何数学近似,而类型B则引入了温度积分的近似解析解,类型C以不同加热速度条件下所测得的晶化放热峰顶温度处的晶化体积分数是一个常数为前提假设,可以使用类型A和类型B的所有计算公式.类型C的前提假设与实际晶化过程往往有出入而产生误差.当热分析曲线基线难于精确确定时,用类型B中的公式计算出的激活能比类型A计算出的精度高.     

Cu60Zr33Ti7非晶合金的非等温晶化动力学行为

采用铜模吸铸法制备Cu60Zr33Ti7大块非晶合金(BMGs),用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)确定其非晶态结构,并利用同步示差扫描量热仪(DSC)对其晶化动力学进行研究.结果显示:该BMGs第一晶化峰晶化产物为Cu10Zr7,其晶化过程有显著的动力学效应.由Kissinger法和Ozawa法得到的全局晶化激活能分别为116.27、122.9kJ·mol-1,该大块非晶合金具有很好的热稳定性.     

Zr_(57.5)Cu_(27.3)Al_(8.5)Ni_(6.7)非晶合金的非等温和等温晶化动力学研究

对制备的Zr_(57.5)Cu_(27.3)Al_(8.5)Ni_(6.7)非晶合金的等温与非等温晶化动力学通过差式扫描量热法(DSC)进行了研究,根据Kisinger方程计算出Zr_(57.5)Cu_(27.3)Al_(8.5)Ni_(6.7)非晶合金在非等温条件下的激活能Eg,Ex,Ep1和Ep2,分别为409.70kJ/mol(±60.07kJ/mol),335.53kJ/mol(±39.94kJ/mol),323.95kJ/mol(±15.21kJ/mol)和187.75kJ/mol(±13.27kJ/mol).在718K,723K,728K和733K等温条件下得到的晶化体积分数与时间的关系曲线呈"S"型,表明晶化过程为典型的形核长大型转变.Avrami指数n的范围为3≤n≤4,表明晶化过程由界面控制的二维长大转变为界面控制的三维长大,形核率随时间逐渐降低至稳定,等温晶化过程得到的激活能平均值434.81kJ/mol,高于非等温晶化过程的有效激活能.     

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.     

铁基非晶态合金晶化过程激活能的测定

阐述了Ｏｚａｗａ图法和Ｋｉｓｓｉｎｇｅｒ图法在测定铁基非晶态合金晶化过程激活能方面的应用，在满足不同加速率下的晶化温度所对应的晶化程度相同的前提下，用Ｏｚａｗａ图法和Ｋｉｓｓｉｎｇｅｒ图法测出的非晶态Ｆｅ７９Ｂ１６Ｓｉ５合金预晶化相α－Ｆｅ析出阶段的激自觉自愿能分别为３８２～４０７Ｋｊ／ｍｏｌ（Ｏｚａｗ图法）和３７４～３３９Ｋｊ／ｍｏｌ（Ｋｉｓｓｉｎｇｅｒ图法）测定结果十分接近，说明上述２种方法测     

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.     

Co-B非晶粉末的化学还原法制备及晶化研究

用NaBH4还原CoCl2水溶液中的Co2 离子成功制备出Co-B二元超细粉末.用化学分析法分析了反应产物中的硼的质量分数;用X射线衍射及选区电子衍射研究了所制备粉末的结构;用扫描电镜及透射电镜观察了粉末的形貌和粒径;用差示扫描量热法研究了成分为Co74.4B25.6的非晶粉末的非等温晶化动力学.实验结果表明,NaBH4溶液往CoCl2水溶液中的加入速度对粉末中的硼含量有较大影响,当加入速度由0.58 ml/min提高到1.17ml/min时,产物中硼的原子数分数由22.2%增加到28.6%.所制备的粉末由粒径小于100 nm团聚颗粒组成.在实验选定的三种分散剂中,酒石酸钠的分散效果相对较好.所制备的不同成分的粉末都具有非晶结构,并且Co74.4B25.6非晶粉末的晶化通过一个放热反应完成.差示扫描量热曲线上没有显示玻璃化转变,也不存在过冷液相区.X射线衍射结果显示晶化析出相为Co、Co2B及Co3B.采用Kissinger峰移法计算出该合金表观晶化激活能为(422.76±4.89)kJ/mol.     

Y_(41)Sc_(15)Al_(24)Co_(20)大块非晶合金的制备及其晶化动力学行为

利用铜模吸铸法制备直径为5 mm的Y41Sc15Al24Co20大块非晶合金,采用连续加热和等温加热方法对其晶化动力学行为进行研究.利用Kissinger方程得出该合金的晶化激活能为3.02 eV.用Johnson-Mehl-Avrami (JMA)方程描述合金的等温晶化过程,在不同等温温度下计算得出Avrami指数大于3.0,合金的主要晶化过程为三维形核长大过程.在Arrhenius方程的基础上,得到合金的区域Avrami指数和阶段晶化激活能随晶化体积分数变化的关系曲线.     

Annealing crystallization and catalytic activity of ultrafine NiB amorphous alloy

Annealing crystallization of ultrafine NiB amorphous alloy prepared by the chemical reduction method was studied by DTA, XRD and XAFS techniques. The XRD and XAFS results have revealed that the crystallization process of ultrafine NiB amorphous alloy proceeds in two steps. First, ultrafine NiB amorphous alloy is crystallized to form metastable nanocrystalline Ni₃B at an annealing temperature of 325℃. Second, the nanocrystalline Ni₃B is further decomposed into crystalline Ni at 380℃ or higher tempera ture, the local structure around Ni atoms in resultant product is similar to that in Ni foil. It was found that the catalytic activity of nanocrystalline Ni₃B for benzene hydrogenation is much higher than that of ultrafine NiB amorphous alloy or crystalline Ni. The result indicates that the active sites of nanocrystalline Ni₃B for benzene hydrogenation are composed of both Ni and B with proper geometry configuration.     

非晶态Co-Si-B合金纳米粉末的制备及表征

用化学还原法制备Co-Si-B粉末,采用X射线衍射(XRD)、差示扫描量热分析(DSC)、透射电镜(TEM)及X 射线光电子能谱(XPS)对粉末试样进行表征,结果证实所制备的粉末为非晶态纳米合金粉末.粉末组元除了以合金形态存在外,还有一部分是以氧化态存在的.Co元素的氧化仅仅发生在粉末表面,而且氧化比较轻微.粉末颗粒表面以下不同距离处的合金态B数量与氧化态B数量之比几乎为常数,约为1.2.合金态的Si在总Si量中的相对含量随距颗粒表面距离的增加而提高.     

稀土Fe-B超细非晶合金的表征

采用化学还原法制备了添加稀土元素Nd的超细Fe-B非晶合金,研究了离子浓度对产物组成的影响和反应过程中溶液pH值的变化,分析了反应过程中pH值的变化规律对金属离子还原机理的影响.采用电感偶合等离子光谱(ICP) 、光电子能谱(XPS)、X射线衍射 (XRD)和电子透射显微境(TEM)等手段对产物的组成、表面原子的价态、晶相和形貌及颗粒大小进行了表征.结果表明,调节离子浓度可以得到组成不同的非晶合金,溶液中Fe2+和Nd3+ 相对独立反应,分别生成Fe-B物相与Nd(BO2)3和Nd(OH)3的混合物相,表明Nd3+的存在没有直接对BH-4还原Fe2+的过程产生影响.非晶Fe-B物相呈链球状,粒径约为250nm,非晶Nd(BO2)3和Nd(OH)3的混合体颗粒粒径＜100*!nm,呈网络絮状分布.样品表面Fe和Nd原子分别呈+2价和+3价,B以B0和B+3混合价态的形式存在.