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．     

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。     

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．     

悬浮熔炼-铜模吸铸法制备Cu50Zr42Al8块状金属玻璃

采用悬浮熔炼-铜模吸铸法制备了Cu基块状金属玻璃,对直径5.0 mm的Cu50Zr42Al8三元合金圆棒利用X射线衍射(XRD)和差示扫描量热法(DSC)对合金的结构和热稳定性进行了测定.实验结果表明,该合金圆棒的组织为明显的非晶相,玻璃转变温度Tg、晶化温度Tx的值分别为730 K与778 K,过冷液相区宽度ΔT值为48 K,临界冷却速度Rc为25.5 K/s,表明该合金具有较强的玻璃形成能力,悬浮熔炼-铜模吸铸法是一种适合于制备块状金属玻璃的方法.     

锆基块体非晶及非晶基复合材料在过冷液态区的形变行为

利用电弧熔炼／水冷铜模吸铸技术制备了块体非晶合金（Zr75-Cu25）78．5Ta4Ni10Al7.5和第二相形态为颗粒状的块体非晶基复合材料（Zr75Cu25）74．5Ta8Ni10Al7.5．利用Instron力学性能实验机研究了块体非晶和复合材料在过冷液态区内的单向压缩变形行为．结果表明：两种材料在过冷液态区内的形变行为都强烈依赖于温度和变形速率．随着应变速率的增加,两种材料的流变特征都由牛顿流变转变为非牛顿流变．用基于自由体积模型的过渡态理论（transition state theory）对两种材料的压缩形变行为进行了阐释和比较．     

喷射成形制备La62Al15.7(Cu,Ni)22.3块体非晶合金

采用喷射沉积成形方法制备了La62Al15.7(Cu,Ni)22.3块体非晶合金. 结果表明,沉积态La62Al15.7(Cu,Ni)22.3非晶合金比以往报道的采用甩带法制备的同成分非晶合金具有更大的约化玻璃转变温度和更宽的过冷液相区. 非晶的晶化实验表明,晶化初期多种晶相同时结晶析出. 483K退火时,在非晶基体中析出Al和AlNi. 503K退火时进一步析出La和未知相. La62Al15.7(Cu,Ni)22.3非晶合金在573K退火没有新相产生,合金晶化态组织由Al、AlNi、La和未知相组成.     

铜模吸铸法制备Fe_(63-x)Nd_(37)Al_x(x=5,8,10,12)合金的磁性能

利用铜模吸铸法制备了Fe63-xNd37Alx(x=5,8,10,12)合金,采用示差扫描量热法(DSC)、振动样品磁强计(VSM)和扫描电子显微镜(SEM)研究了其磁性能.结果表明:Fe63-xNd37Alx(x=5,8,10,12)合金均表现为软磁性.铸态Fe53Nd37Al10合金由非晶相Nd59Fe28Al13和晶态相Fe75Nd18Al7组成,其中的非晶相Nd59Fe28Al13在合金中表现为软磁性,但相同成分的利用铜模吸铸法制备的大块非晶合金却表现为硬磁性,这是由于Fe53Nd37Al10合金中的非晶相投有短程有序的团簇存在的缘故.     

Al对Cu基块体非晶形成能力及热稳定性的影响

采用铜模吸铸法制备直径为5mm的Cu45Zr45.5-yTi9.5Aly(y=2,4,6,8)块体非晶合金试样,研究添加Al对合金非晶形成能力的影响.经X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和差示扫描量热分析(DSC)做结构及热稳定性分析,结果表明,当x(Al)=6%时合金系的非晶形成能力最强,过冷液相区最宽,Δtx...     

Fe对Zr_(55)Al_(10)Ni_5Cu_(30)非晶形成能力及力学性能的影响

为了进一步提高锆基大块非晶合金的玻璃形成能力及力学性能,采用铜模吹铸法制备了(Zr0.55Al0.10Ni0.05Cu0.30)100-XFeX(X=1,5,10)系列合金,通过X射线衍射(XRD)、差示扫描量热法(DSC)以及压缩实验和SEM进行材料分析。研究表明:微量Fe有助于改善非晶合金在压缩变形时剪切带内的应力分布,提高材料的综合性能,当Fe添加量为1%时,塑性应变εp达到5.9%,强度达到1.89GPa,同时,随着Fe添加量的增加,过冷温度区间△Tx减小,热稳定性减小,非晶形成能力降低。     

Ti42．5Zr7．5Cu40Ni5Sn5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Ti42．5Zr7．5Cu40Ni5Sn5块体非晶合金．该合金的过冷液相区△Tx,约化玻璃转变温度Trg,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．     

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。     

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．     

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.     

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。     

Fe基块体非晶合金在纳米压入过程中的变形行为

摘要Fe基块体非晶合金具有极高的强度但通常表现出显著的宏观脆性,因此用常规拉伸、压缩等方法对这类合金的塑性变形行为和机理的研究具有很大困难．利用纳米压入和单轴压缩方法研究了Fe52Cr15Mo9Er3C15B6块体非晶合金的变形行为,考查了不同加载速率和不同晶化程度对变形行为和力学性能的影响,结果表明铸态和不同晶化程度样品在所研究的加载速率范围内的塑性变形过程中均未出现锯齿流变现象．用剪切带的时间和空间特性探讨了这种Fe基块体非晶合金在纳米压入过程中的特殊变形行为及其形成机制．     

微量组分(Cr2Ni)对Cu50Zr42Al8大块非晶玻璃形成能力的影响

在水冷铜坩埚中采用铜模吸铸法制备直径为4 mm的Cu50Zr42Al8和(Cu50Zr42Al8)100-x(Cr2Ni)x(x=0、1、2、3、4)合金圆棒.利用X射线衍射(XRD)和差分扫描量热(DSC)分别对合金的结构和非晶形成能力进行研究,结果表明,Cu50Zr42Al8和(Cu50Zr42Al8)98(Cr2Ni)2为完全非晶.(Cu50Zr42Al8)98(Cr2Ni)2具有较高的过冷液相区(ΔTx达65 K)和较大的热稳定性,且为近共晶成份,但其非晶形成能力比Cu50Zr42Al8略有降低.     

Fe_(73.5)Cu_1Nb_2Si_(13.5)B_9Ni_1非晶合金的晶化动力学研究

利用差示扫描量热法(DSC)研究了Fe73.5Cu1Nb2Si13.5B9Ni1非晶的纳米晶化动力学。结果表明,晶化过程分为两步完成,晶化初生相为Fe3Si.第一晶化过程的晶化开始温度Tx1、峰值温度Tp1与扫描速度β的对数之间存在着线性关系,分别为:Tx1=736.52+8.67lnβ和Tp1=743.9+12.7lnβ.采用Kissinger方法和Ozawa方法计算Fe73.5Cu1Nb2Si13.5B9Ni1非晶合金晶化的表观激活能Eа分别为435.2kJ/mol和441.1 kJ/mol,而成分为Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9的表观激活能大约为410 kJ/mol,表明Ni部分替代Nb后合金的热稳定性提高。第一晶化反应的局域激活能Ec(α)随晶化体积分数α不断下降,Avrami指数表明该非晶合金的晶化为扩散控制的三维晶粒长大过程。探讨了用Ni元素部分替代Finemet合金中Nb元素后非晶合金热稳定性提高的原因。     

Zr63.36Cu14.52Ni10.12Al12非晶合金的大塑性与尺寸效应

用铜模吸铸法制备了直径为3,4和6mm的Zr63.36Cu14.52Ni10.12Al12阶梯形圆棒试样,研究了试样尺寸大小对室温塑性和强度的影响.结果表明：φ3mm试样的压缩屈服强度σs为1740.6MPa,极限强度σmax为2030.7MPa,断裂强度σcf为1510.5MPa,塑性应变εp为20.6%,表现出比较大的塑性,存在明显的加工硬化现象;φ4mm试样塑性应变εp为2.6%,屈服强度σs为1748.5MPa,断裂强度σcf为1856.6MPa;φ6mm试样塑性应变φp为0.2%,断裂强度σcf为1221.3MPa.该合金的压缩塑性应变随着块体非晶合金直径的增大而减小,存在明显的尺寸效应,尺寸效应与非晶合金的自由体积有关,冷却速率决定非晶合金中自由体积分数,试样尺寸越小,冷却速率就越大,凝固过程形成的自由体积分数越大,大的自由体积分数促进压缩过程多重剪切带的形成从而有利于塑性的提高.     

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.     

Fe74B20Ti6和Fe70B20Y4Ti6非晶合金的热性能及非晶形成能力

采用单辊快淬法制备出Fe74B20Ti6和Fe70B20Y4Ti6合金条带,通过X射线衍射仪(XRD)和差热分析仪(DTA)来研究Fe74B20Ti6和Fe70B20Y4Ti6合金的微观结构和热性能.实验结果表明,快淬速率为30 m/s时,Fe70B20Y4Ti6合金已完全形成非晶,而Fe74B20Ti6合金大部分形成非晶,有少量晶化相;其中Fe70B20Y4Ti6合金的过冷液相区宽度ΔTx高达66 K,说明Y元素的添加可以使合金具有较大的热稳定性,较强的玻璃形成能力.