快速凝固Al85Ni8Zr3Cu2Y2非晶材料的形成及热稳定性分析

采用旋铸急冷工艺分别在大气和真空环境中获得了Al85Ni10Zr5和Al85Ni8Zr3Cu2Y2韧性非晶合金带材,利用X射线衍射和示差扫描量热仪(DSC)对条带的显微结构及热稳定性进行了分析.结果表明,无论在真空还是在大气条件下,Y,Cu元素的添加都提高了Al85Ni10Zr5合金的非晶形成能力及热稳定性.研究发现,合金成分及冷却速率对非晶的形成起了重要作用,而甩带环境对Al Ni Zr合金系的非晶形成影响不大.     

Zr对Al-Ni-Y-(Zr,Cu)合金系非晶形成能力及热稳定性的影响

通过Zr部分取代Al80Ni10YsCu5中的Y,获得了Al80Ni10Y5-xZrxCus（x=0、1、2、3、4）铝基非晶合金．用XRD和DSC等测试手段1分析了单辊旋淬法制备的该合金非晶条带,研究了Zr对合金体系非晶形成能力和热稳定性的影响．结果表明,x=2或x=3的合金的衍射峰较为宽化;当x从0增加到2时,合金的晶化温度增加,此后,随x的进一步增加,合金的晶化温度先降低后又有所回升．Al80Ni10Y3Zr2Cu5合金既具有相对较好的非晶形成能力,又具有较高的热稳定性．     

Al80Ni15-xY2Zr3Cux合金的非晶形成能力及其热稳定性分析

用单辊旋淬法制备了Al80Ni15-xY2Zr3Cux (x=1、3、4、6、7、9)铝基非晶条带,通过XRD和DSC等测试手段研究了合金体系的非晶形成能力和热稳定性.研究结果表明,该合金体系均具有一定的非晶形成能力,不同w(Cu)的体系的非晶形成能力和热稳定性有较大的差别,组分原子的相互匹配对合金体系的非晶形成能力起重要作用.当x=4时,体系具有最强的非晶形成能力,可形成完全非晶,其初始晶化温度为281.3 ℃.适当的w(Cu)的添加可提高体系的非晶形成能力,但过量铜会促使晶化相(如α-Al相)析出,随w(Cu)的增加,体系的热稳定性逐渐降低,体系的非晶形成能力与热稳定性不是同步变化的,是由不同的机理所决定.     

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。     

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.     

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.     

添加Ce对Zr55Al10Ni5Cu30合金在Na2SO4溶液中腐蚀电化学行为的影响

利用电化学极化和阻抗谱(EIS)技术研究了Zr55Al10Ni5Cu30及(Zr55Al10Ni5Cu30)0.97Ce0.03非晶合金及相应的晶态合金在0.50mol·L-1Na2SO4溶液中的腐蚀行为.结果表明,Zr55Al10Ni5Cu30及(Zr55Al10Ni5Cu30)0.97Ce0.03非晶合金及相应的晶态合金在0.50mol·L-1Na2SO4溶液中均出现了钝化现象,其中(Zr55Al10Ni5Cu30)0.97Ce0.03非晶合金出现了二次钝化现象.Zr55Al10Ni5Cu30及(Zr55Al10Ni5Cu30)0.97Ce0.03非晶合金的腐蚀电流密度均小于相应的晶态合金,向非晶合金Zr55Al10Ni5Cu30及相应的晶态合金中添加稀土Ce元素后,合金的腐蚀电流密度减小,腐蚀速度降低,合金的抗腐蚀性能提高.四种合金的EIS图均呈单容抗弧特征,Zr55Al10Ni5Cu30及(Zr55Al10Ni5Cu30)0.97Ce0.03非晶合金的电荷传递电阻均较相应成分的晶态合金大.两种非晶合金在0.50mol·L-1Na2SO4溶液中比晶态合金有较好的抗蚀性能,在四种合金中,添加Ce元素的(Zr55Al10Ni5Cu30)0.97Ce0.03非晶合金具有最好的耐蚀性能.     

Fe-Nd-Al系块状非晶合金的形成

采用铜模铸造法研究了Fe-Nd-Al系合金块状非晶的成分范围、合金元素对非晶形成能力的影响、Fe-Nd-Al系块状非晶的形成能力与约化晶化温度的关系.研究结果表明,Fe-Nd-Al系合金的非晶形成能力很强,成分在Fe50~42.5NdyAl7.5~17.5范围内能制得直径达2~3 mm的非晶棒材;添加B,Ni,Co,Y,Zr,Si,Ti替代部分Al可以提高合金的GFA;合金的Tx/Tm值愈高,非晶形成能力越强.     

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.     

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．     

Glass-forming ability,phase formation and mechanical properties of glass-forming Cu-Hf-Zr alloys

The influence of Hf additions on the glass-forming ability(GFA),phase formation and mechanical properties of Cu_(50)Hf_xZr_(50-x)(x=2,5,10,20 at.%)alloys has been systematically investigated.We report on a distinct correlation between phase formation and GFA of Cu_(50)Zr_(50)-based alloys.Increasing additions of Hf reduce the thermal stability of the high-temperature B2Cu(Hf,Zr)phase,while the thermal stability of the corresponding undercooled melt is enhanced.The GFA of these alloy series gradually raises up to 10 at.%Hf,whereas at 20 at.%Hf,the GFA is drastically lowered,since the B2Cu(Hf,Zr)phase becomes unstable and the precipitation of the lowtemperature equilibrium phases is favoured.This interrelation determines the microstructure and results in the formation of Cu-Hf-Zr-based bulk metallic glass composites.These composites not only show appreciable macroscopic plastic strain,but also high yield strength.     

Micro-alloying of yttrium in Zr-based bulk metallic glasses

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...     

Multiscale structures of Zr-based binary metallic glasses and the correlation with glass forming ability

Thermal behaviors and structures of three Zr-based binary glass formers, Zr50Cu50, Zr64Cu36 and Zr64Ni36, were investigated and compared using differential scanning calorimetry (DSC), transmission electron microscopy (TEM), high energy X-ray diffraction (XRD) and small angle X-ray scattering (SAXS). The high energy XRD results show that the bulk glass former Zr50Cu50 has a denser atomic packing efficiency and reduced mediumrange order than those of marginal glass formers Zr64Cu36 and Zr64Ni36. Based on TEM observations for the samples after heat treatment at 10 K above their crystallization onset temperatures, the number density of crystals for Zr50Cu50 was estimated to be 1023–1024 m?3, which was four-orders higher than that in Zr64Cu36 and Zr64Ni36 metallic glasses. SAXS results indicate that Zr50Cu50 has higher degree of nanoscale inhomogeneities than those in Zr64Cu36 and Zr64Ni36 at as-cast state. The observed multiscale structures are discussed in terms of the phase stability and glass-forming ability of Zr-based binary glass formers.     

镁基大块非晶玻璃转变的动力学性质

用真空吹铸法制备了直径2 mm的Mg65Cu25Y6Gd4与Mg65Cu25Gd10块体非晶合金棒,采用X射线衍射分析(XRD)、差热分析(DTA)分别对非晶合金的结构和形成能力进行了研究.以Mg65Cu25Y6Gd4与Mg65Cu25Gd10大块非晶合金DTA实验为基础,利用Kissinger方程对其玻璃转变的动力学性质从不同方面进行了研究.分析结果表明:玻璃转变表观激活能与频率因子v0越小,玻璃转变处Lasocka关系的B值越大,则对于同一合金系表现出玻璃形成能力(GFA)越强,这一现象是由于大块非晶合金独特的结构特点所引起的.     

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．     

固液反应球磨制备Al-Cu-Ni三元金属间化合物粉末

利用固液反应球磨技术制备了Al-Cu-Ni三元合金粉末.采用Ni球球磨wAl-33.2%wCu,wAl-54%wCu(Al2Cu)和wAl-70%wCu(AlCu)二元合金熔体,在893 K分别球磨wAl-33.2%wCu熔体12 h和24 h后均生成了Al7Cu4Ni粉末;在893 K球磨wAl-54%wCu12h后生成Al7Cu4Ni粉末,在993 K和1 123 K球磨wAl-54%wCu(Al2Cu)24 h后均生成Al0.28Cu0.69Ni0-粉末;在1 123 K球磨wAl-70%wCu(Al2Cu)24 h后生成Al0.28Cu0.69Ni0-粉末.同时,对Al-Cu-Ni三元合金相形成规律进行了研究,对固液反应球磨机理进行了探讨.     

Ni7Zr2非晶合金制备及其磁性能研究

采用行星式高能球磨机,通过在室温下球磨纯元素混合粉末制备出Ni7Zr2非晶合金粉末.应用X射线衍射(XRD)、差热分析(DTA)和扫描电子显微镜(SEM)对不同球磨时间的混合粉末进行了研究.结果发现球磨时间对混合粉末的结构及颗粒形貌均存在显著影响.随着球磨时间的增加,Ni、Zr颗粒发生严重塑性变形,并且通过冷焊团聚起来,形成具有层状结构的复合颗粒.由于磨球的剧烈撞击,使得结构发生了严重的畸变,从而破坏了原有的有序结构而形成了无序结构.另外,在进一步球磨过程中,合金的晶粒不断减小,形成高体积分数的晶界,而金属粉末不断地发生塑性变形,形成了点缺陷、位错等高密度缺陷,晶格发生严重的畸变,晶体自由能也相应不断上升,最后产生了非晶转变.磁性能测量表明,该合金粉末具有较好的软磁性能.