铁基块体非晶合金的研究进展

概述了铁基块体非晶合金的发展,简要介绍了合金元素对玻璃形成能力的影响、铁基块体非晶合金的主要制备方法及各种独特性能,并对铁基块体非晶合金的研究方向进行了展望.     

大块非晶态金属研究进展

块体非晶合金具有独特的物理、化学和力学性能，因此，在实际工程上有着非常美好的应用前景。本文综述了块体非晶合金的制备方法、性能，重点讨论了块体非晶合金的应用和前景。     

原子尺寸因素对块体非晶形成能力的影响

块体非晶的研究无论在理论上还是在应用上都有重要意义,而非晶形成能力是决定非晶制备的关键因素之一.通过研究原子尺寸分布对非晶形成能力的影响,计算了原子尺寸差函数与合金非晶形成能力间的关系,系统地分析了其机理,并对其合理性进行了验证.结果表明,原子尺寸差函数可以估计合金体系的非晶形成能力.相同合金体系中,非晶形成能力与基元素的原子百分含量存在线性关系.     

大块非晶合金的研究现状

对大块非晶合金的研究现状进行了阐述。首先介绍了大块非晶合金的形成机理。然后对大块非晶合金的性能和制备方法进行了说明。重点对Cu基、Fe基、Zr基和Mg基几种大块非晶合金的形成条件、性能以及目前研究现状等作了详细说明。     

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-xCu30Ni5Al10Y（=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。     

铝基非晶合金的研究与发展

与传统的晶体铝合金相比,非晶铝合金具有优异的性能,近年来发展十分迅速.主要介绍了铝基非晶合金的研究历史、制备、晶化和热稳定性、力学性能及应用展望.     

Ti-Cu-Ni-Zr块体非晶合金形成能力及其压缩性能

采用铜模铸造法制备了不同直径的Ti40Cu34+xNi16-xZr10(x=0,2,4,5,6)系列合金,并利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、差氏扫描量热仪(DSC)研究了合金的相结构、显微组织、热稳定性.结果表明:只有Ti40Cu39Ni11Zr10合金成分可制备出2 mm的全非晶结构,增加制备尺寸到3 mm、4 mm后,有TiCu晶体相析出;玻璃转变温度Tg、晶化温度Tx分别为665 K和712 K,过冷液相区ΔTx为47K.压缩实验表明:Ti40Cu39Ni11Zr10块体非晶合金具有高达1 931 MPa的屈服强度,并伴有0.3%左右微量压缩变形量,塑性变形以锯齿形式出现;Ti40Cu34Ni16Zr10合金具有1.3%的压缩变形量,TiCu相的析出提高了该合金压缩变形量.     

块体(Zr0.6 Cu0.2 Ni0.1 Al0.1)100-xTix非晶合金熔体玻璃形成能力

以合金元素掺杂法考察了Ti质量分数对(Zr0．6Cu0．2Ni0．1Al0．1)100-xTix(x=1．5，3，…，7．5)块体非晶合金玻璃形成能力的影响．结果发现，随着Ti质量分数的增加，非晶合金的过冷液相区温差△Tx逐渐减小，而约化玻璃温度Trg逐渐增加，对应的楔形试样中非晶区的最大厚度(dm)逐渐增加，表明Ti的加入可以明显的提高非晶形成能力．在Ti含量为6％时(对应成分：Zr56.4Cu18.8Ni9.4Al9.4Ti6)合金具有最好的玻璃形成能力．以上结果预示着Zr56.4Cu18.8Ni9.4Al6Ti16合金具有良好的玻璃形成能力．     

非晶合金凝固过程模拟与界面换热关系

为了准确模拟块体非晶合金凝固过程的温度场,对浇注温度为840℃的非晶合金凝固期间的温度场进行了数据采集.根据界面换热模型与热量守恒定律建立了液固相与铜模之间的界面换热关系式,从而实现了对非晶凝固温度场的模拟.结果表明,合金与铜模之间的界面换热系数随温度的增加而增大.合金在液态阶段降温曲线的模拟值与实测值基本吻合,且当凝固温度降至500℃后,二者偏差也较小.利用界面换热模型并结合实测温度场可以表征非晶合金凝固时的界面换热关系.     

微量Ta对Cu-Zr-Al合金玻璃形成能力及力学性能的影响

含Ta颗粒的非晶复合材料除具有高强度、高硬度等非晶材料的特性外,塑性也显著提高,比单一的非晶态材料更加具有工程应用价值.文中采用铜模吸铸法制备出直径为3mm的(Cu47Zr47A16)100-xTax(x=0,1,2,3,4,5)块体非晶合金.采用X射线衍射对合金的组织结构进行了分析.通过差示扫描量热法研究了微量Ta对Cu-Zr-Al块体非晶合金玻璃形成能力的影响.对合金进行了压缩测试,并通过扫描电子显微镜观察了断口形貌.实验结果表明:微量Ta的加入能提升Cu-Zr-Al合金的玻璃形成能力及其热稳定性,当加入量为3at.%时效果最为明显.Ta含量达到5at.%时,合金的玻璃形成能力显著恶化.溶入微量Ta使Cu-Zr-Al非晶的断裂强度显著上升,(Cu47Zr47A16)97Ta3的抗压强度达到2 149MPa.Ta对Cu-Zr-Al非晶合金的塑性影响不大,(Cu47Zr47A16)100-xTa仍是典型的脆性材料.     

新型大块非晶合金的研究进展

回顾了新型大块非晶合金的发展历史,介绍了典型的大块非晶合金系及其开发年代,简要分析了影响非晶形成能力的因素,简述了大块非晶合金的形成机理、性能及应用前景。以铜模铸造法制备的铁基大块非晶合金为例,列出了该材料的一些实验数据。     

大块非晶合金的性能特点与应用

结合作者近年来的科研工作,归纳总结了大块非晶合金的力学性能、粘滞流动性、耐蚀性能和磁性能特点,并通过介绍大块非晶合金的应用实例,展现了大块非晶合金的美好未来。     

大块非晶合金的发展历程

简要介绍了非晶态合金的概念,总结了非晶态合金和大块非晶合金的发展历程,展示了大块非晶合金的发展前景.     

退火处理对Ti-Zr-Cu-Be块体非晶合金力学性能的影响

采用铜模铸造法制备了直径为2mm的Ti55-xZr10+xBe27.5Cu7.5(x=0,10,20)块体非晶合金,并对其进行等温退火处理.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、差氏扫描量热仪(DSC)及压缩试验等方法研究了非晶合金的相结构、显微组织和热稳定性,以及退火处理对其力学性能的影响.结果表明:该系列合金在553 K及583 K下保温长达5 h时间内依然表现为非晶态.退火处理后,Ti35Zr30Be27.5Cu7.5合金屈服强度、断裂强度均提到了提高,其中在583 K下保温1 h后屈服强度、断裂强度分别达到了1 921、2 169 MPa;其塑性由处理前的3.47%提高到了6.57%.Ti45Zr20Be27.5Cu7.5合金在退火后其力学性能变化不明显.Ti55Zr10Be27.5Cu7.5合金随着退火温度及保温时间的增加其屈服强度、断裂强度及塑性均明显降低.     

Chemical short-range order domain in bulk amorphous alloy and the prediction of glass forming ability

Since the discovery of bulk Zr-Ti-Cu-Ni-Be[1] and Pd-Ni-Cu-P[2] metallic glasses with ex-traordinary high glass forming (GFA) ability and critical cooling rate lower than 100 K/s, great attention has been paid to the structure of BMG alloys. Experimental results of X-ray and neutron diffraction or scattering have provided ample evidence that there is a short-range order in BMG alloys. Metallic glasses always exhibit strong compound forming tendency and the corresponding anomalies of t…     

巨磁致伸缩材料及其应用

在查阅大量文献的基础上,结合多年研究结果,较详细地介绍了巨磁致伸缩材料的磁致伸缩性能,包括稀土金属、稀土过渡金属间化合物、非晶薄膜合金和稀土氧化物等．并简要介绍了巨磁致伸缩材料的应用．