机械合金化制备Zr_(50)Cu_(40)Al_(10)非晶合金粉末及其晶化研究

以金属Zr、Cu和Al为原料,通过真空熔炼和气体雾化制备Zr-Cu-Al合金粉末,再经高能球磨得到Zr50Cu40Al10非晶合金粉末。采用氮/氧分析仪、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和热分析仪(DSC)对其非晶形成能力及晶化行为进行研究。结果表明,球磨120h后可获得Zr50Cu40Al10非晶合金粉末,且随球磨时间增加,粉末的颗粒尺寸逐渐减小,90h后达到亚微米级。球磨过程中由于铁的增加,使合金的结构"混乱度"增加、负混合热增大,因而热稳定性增强,其过冷区间ΔTx为62K,约为雾化法制备的非晶合金粉末的2倍。此外,采用非等温晶化方法,用KISSINGER方程计算出机械合金化Zr50Cu40Al10非晶合金的玻璃转变和初始晶化的表观激活能分别为152.6kJ/mol和172.4kJ/mol,远小于相应的气体雾化法制备的Zr50Cu40Al10非晶合金粉末表观激活能,其原因是粉末中氧含量和体系自由能较高。     

Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5块状非晶合金的相变动力学

用差式扫描热分析和X射线衍射方法，研究了Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5块状非晶合金的相变动力学。结果表明：在温度低于500℃的范围内，Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5块状非晶合金中的晶化相可大体分为α相和β相（主要为Ti2Ni和Zr2Cu等）。在晶化初期α相的激活能较小，为159kJ/mol,它随着晶化分数X的增加而提高，在X为90％时达到最大值220kJ/mol；β相的晶化激活能在X为5％－60％的范围内变化不大，然后随晶化分数X的增加而提高，X为65％时达到最大值257．35kJ/mol。     

机械合金化制备Zr_(50)Al_(15)Ni_(10)Cu_(25)非晶合金粉末的非晶化机制

用Zr,Al,Ni和Cu的元素粉末,采用机械合金化的方法在转速为400 r/min、球料质量比20:1的条件下制备具有非晶结构的Zr50Al15 Ni10Cu25粉末,研究其非晶化机制。用X射线衍和扫描电镜分析粉末的结构、晶粒尺寸和形貌。结果表明:在球磨8 h后可使Zr50Al15 Ni10Cu25混合粉末非晶化,晶粒尺寸约80 nm;球磨过程中并没有出现任何过饱和固溶体或者中间合金相,非晶化过程是由于球磨过程中球磨罐和磨球对粉末的不断冲击、剪切、摩擦和挤压,使混合粉末中的晶粒极度细化而直接转变为非晶态颗粒,得到非晶粉末。     

Y基非晶合金的形成及晶化动力学

利用单辊急冷法制备Y56-xZrxA124Co20(x=0,5,10)非晶合金,研究Zr含量对该非晶合金的形成能力及热稳定性的影响.研究结果表明,添加元素Zr可以提高Y56A124Co20合金的非晶形成能力和热稳定性,而且随着Zr含量增加,合金的非晶形成能力提高.通过示差扫描量热法(DSC)研究了Y56A124Co20和Y46Zr10A124Co20的晶化动力学,前者的玻璃转变激活能和晶化激活能分别为366.5 KJ/mol和259.7 KJ/mol,后者的玻璃转变激活能和晶化激活能分别为415.6 KJ/mol和319.5KJ/mol,从理论上说明添加元素Zr可以改善Y56A124Co20合金的非晶形成能力和热稳定性.     

锆基大块非晶合金的非等温晶化动力学效应

采用非等温差示扫描量热法(DSC)研究了锆基非晶合金Zr60Al15Ni25、Zr65Al10Ni10Cu15的晶化动力学.结果显示,随着升温速率的加快,这两种非晶合金的特征温度Tg、Tx、Tp均向高温区移动,且过冷液相区逐渐加宽,表明非晶合金的玻璃化转变和晶化均具有动力学效应.分别采用Kissinger法和Ozawa法计算各非晶合金的激活能,两种方法的计算结果相近.从激活能数据得出,两种锆基非晶合金的热稳定性均较强;与非晶合金Zr60Al15Ni25相比,Zr65Al10Ni10Cu15虽较难形成玻璃化转变和开始晶化,但其晶化一旦开始则随后的过程反而更容易进行.     

Al_(86)Ni_5Y_7Er_2非晶合金的晶化动力学研究

采用单辊旋淬法制备了Al86Ni5Y7Er2非晶合金,通过差示扫描量热(DSC)技术研究非晶合金晶化动力学性能,计算得到合金平均晶化激活能,得到平均晶化起始激活能Ex是146.4kJ·mol-1、第一晶化峰值平均激活能Ep1是183.8kJ·mol-1、第二晶化峰值平均激活能Ep2是247.7kJ·mol-1、第三晶化峰值平均激活能激活能Ep3是228.2kJ·mol-1。结果表明Al86Ni5Y7Er2非晶合金具有较好的热稳定性。     

Cu46Zr44Al5Nb5块体非晶合金的晶化行为研究

通过磁悬浮熔炼-水冷铜模吸铸法制备了Cu46Zr44Al5Nb5块体非晶合金,并研究其变温晶化行为和等温晶化行为,运用Kissinger法和FWO法分别计算出各特征激活能和阶段激活能,考察了不同加热速度下晶化体积分数和晶化温度、晶化激活能的关系,并绘制了TTT曲线并计算非晶形成的临界冷却速率。结果表明,运用Kissinger法得到玻璃转变激活能E g为231.96 kJ·mol-1、晶化初始激活能E x为351.39kJ·mol-1、晶化峰的激活能E p为401.36 kJ·mol-1,Cu46Zr44Al5Nb5BMG具有良好的热稳定性,由TTT曲线计算非晶形成的临界冷却速率约为3.985 K·s-1。晶化类型主要为扩散控制的共晶型转变,随着晶化量的增大,阶段激活能呈减小的趋势。初始晶化阶段的晶化温度较高,主要是形核和微小晶粒的长大,需要克服较大的能量势垒,而随着温度的降低,晶粒的不断形成,晶化过程演变为主要以形核为主,所需要克服的能量势垒相应减小。在T x+100℃等温晶化退火,析出Cu10Zr7和AlCu2Zr共晶相,随着保温时间的延长,析出相的尺寸和体积分数逐渐增加。     

机械合金化制备Co80Zr20非晶合金粉末

采用行星式高能球磨机，通过室温下球磨纯元素混合粉末制备出原子数分数比为Co80Zr20的非晶合金粉末。应用X射线衍射（XRD）、差示扫描量热分析仪（DSC）、扫描电镜及透射电镜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存在显著影响。原始混合粉末由密排六方的β-Co和α—Zr组成，经过0．5h球磨，β—Co转变为同素异构的面心立方的α—Co，随着球磨时间的增加，Co、Zr颗粒都发生严重塑性变形，并且通过冷焊团聚起来，形成具有层状结构的复合颗粒。球磨导致基体元素Co品格中的晶体缺陷密度大大增加，使得合金元素Zr原子向Co品格中扩散迁移，扩散迁移到Co晶格中的Zr原子数量随球磨时间的增加而增加，导致Co元素的品格常数单调增大。当球磨时间达到8h时，形成Co80Zr20固溶体，继续球磨至10～20h，固溶体转变为非晶。球磨20h得到的非晶粉末的玻璃化转变温度为759K，它可以在840K通过单一放热过程或者继续球磨至40h而发生晶化反应，这两种不同晶化工艺所得到的晶化产物完全相同，均为面心立方的Co23Zr6。     

水雾化制备Fe-Si-B-C非晶软磁粉末及其晶化过程的研究

采用水雾化方法制备了Fe-Si-B-C四元非晶合金粉末。研究了粉末的粒度分布、相结构、微观形貌、热稳定性以及基本软磁性能,并通过Kissinger峰移法计算了其晶化时所需的激活能。结果表明,通过水雾化方法制备的Fe-Si-B-C四元软磁粉末的粒度分布合理;粒径小于38μm的粉末为完全非晶结构,且粉末表面光滑,内部成分均匀;非晶粉末的初始结晶温度为542.15℃,且升温过程中存在2个晶化放热峰;2个晶化反应对应的晶化激活能分别为463.92 k J/mol和910.21 k J/mol;粉末的饱和磁感应强度和矫顽力分别为1.08 T和111.4 A/m。     

铜模吸铸与高能球磨制备Zr46Cu46Al8非晶合金的组织结构及晶化动力学研究

采用铜模吸铸法制备出直径3 mm的Zr₄₆Cu₄₆Al₈块体非晶合金, 利用高能球磨法获得了不同粒径的合金粉体, 通过X射线衍射仪、示差扫描量热仪、扫描电镜等测试手段及热力学计算方法, 研究了制备方法对非晶合金组织结构及晶化动力学的影响。结果表明, 块体合金和粉体合金均可获得完全非晶结构; 块体非晶合金玻璃转变和晶化过程具有明显的动力学效应; 单因素变量法制备非晶粉体的最佳参数为: 转速300 r·min-1, 球料比30:1, 球磨时间15 h; 相同条件下, 除过冷液相区外, 块体非晶合金热力学参数普遍高于非晶粉体, 且晶化放热更剧烈; 随着加热速率增大, 二者热力学参数均向高温区移动, 过冷液相区的宽度也逐渐增加; 块体非晶合金和非晶粉体的特征温度表观激活能数值相近, 块体非晶态合金的表观激活能较非晶粉体高, 热稳定性更优。     

Zr_(55)Al_(10)Ni_5Cu_(30)非晶态合金的制备与性能研究

采用石墨坩埚浇铸法在真空中频感应熔炼炉中制备Zr55Al10Ni5Cu30合金,并对合金进行了金相、X射线衍射和显微硬度的测试,考察原料纯度、过热度及冷却速率对非晶态合金性能的影响。结果表明,采用工业级原料就可以制备出性能良好的非晶态合金,在低的冷却速率下形成的非晶态合金具有相对较高的硬度,适当提高过热度可以减少微晶的形成。     

熔体过热度对Zr基非晶合金力学性能和热稳定性能的影响

采用吸铸法制备Zr70Cu13.5Ni8.5Al8非晶合金,采用同步差示扫描量热仪(DSC)和万能试验机对非晶合金显微结构进行表征和力学性能测试,并利用XRD和SEM对试样的相组成和的剪切带观察。研究发现：随着吸铸功率增加,热稳定性、玻璃形成能力不断提高;Zr70Cu13.5Ni8.5Al8非晶合金的锯齿流变现象越明显,综合力学性能越好,其中吸铸功率8 kW时,试样的屈服强度、抗压强度和塑性达到最值,室温综合力学性能最好,且剪切带分布情况最好,但是继续提高吸铸功率,力学性能反而变差。     

铜镍合金化及半固态处理工艺对ZrCoAl系非晶合金组织的影响

向以Zr80Co15Al5为基体的非晶合金中添加微量铜和镍,利用铜模吸铸法和半固态处理工艺制备棒状(Zr0.88Cu0.12)95-2x Al5(NiCu)x(x=1.5、2.5、3.5)非晶合金。利用SEM、XRD和光学显微镜(OM)分析研究了半固态处理工艺对非晶合金的微观组织结构、玻璃形成能力及断口形貌的影响。结果表明,在半固态处理工艺基础上对Zr80Co15Al5添加微量铜和镍后有较好的晶体形成能力。     

机械合金化制备Fe-Co系非晶合金

在高纯氩气保护下采用高能球磨法对原子组成为Fe44Co44Zr3.5Nb3.5B4Cu1的混合粉末进行机械合金化(MA)实验,成功地制取了非晶合金粉末.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、差热分析(DTA)对其进行测试,结果表明:Fe-Co系的混合粉末在MA过程中,通过原子之间的相互固溶、扩散可形成非晶态.此非晶合金的形成是晶粒细化、球磨过程中的缺陷、应力和致密堆垛结构等多种因素综合作用的结果,这与机械合金化的合成机理之一的扩散型机制相吻合.用非晶化的热力学条件判据和动力学条件判据对此合金进行计算,其结果也表明此合金已非晶化.     

Influence of crystallization on corrosion resistance of Al86Ni6La6Cu2 amorphous alloy

The influence of crystallization on the corrosion behavior of Al86Ni6La6Cu2 amorphous alloy in 0.01 M NaCl solution was investigated by electrochemical techniques. The Al86Ni6La6Cu2 amorphous alloy was prepared by melt spinning method, and the partially and fully crystallized states were obtained by controlled annealing. The evolution of the crystallization process after annealing was characterized by differential scanning calorimeter （DSC） and X-ray diffraction. The polarization curves revealed that all samples exhibited spontaneous passivation. The fully amorphous Al86Ni6La6Cu2 sample exhibited the best corrosion resistance. Partial and full crystallization resulted in deterioration of corrosion resistance in comparison with that of the as-spun amorphous state.     

激光功率对SLM制备非晶合金成形及晶化的影响

非晶合金以其独特的原子排列和优异的性能引起人们的广泛关注,但由于尺寸、晶化等问题严重限制了实际工程中的应用,激光增材制造技术具有高升温-冷却速率和逐点熔融沉积的特点,为制备非晶合金提供了新思路.本文采用选择性激光熔融成型技术制备Zr50Ti5Cu27Ni10Al8非晶合金.对制备出的样品的成分和组织结构进行了表征.结果...     

快凝AlCrYZr合金挤压成形与组织性能

添加Y合金化、配制AlCrYZr合金,采用金相、X射线衍射、透射电镜、扫描电镜、力学拉伸实验等研究手段,研究了快速凝固AlCrYZr合金粉末挤压成形工艺以及其对组织性能的影响。结果表明,实验合金中主要第二相为Al₂₀Cr₂Y(立方,a=1.44nm)和Al₃Zr;挤压成形时提高挤压比,降低挤压温度,有利于改善粉体结合状况,得到Ll₂Al₃Zr质点,同时细化Al₂₀Cr₂Y质点,使合金获得动态回复组织,从而使合金具有良好的低温、高温强度和塑性。     

Effect of Yttrium Additions in Relation to Oxygen Content on Glass Formation in the Zr50Cu40Al10 Alloy

Metallurgical and Materials Transactions A - The effect of yttrium additions on the glass formation of the Zr50Cu40Al10 alloy with high oxygen content was investigated. Unlike other reports showing...     

Cu基块体非晶合金的高温均匀塑性流变行为研究

本文选用非晶形成能力高,且在玻璃转变区和过冷液相区有高热稳定性的Cu46Zr47-x Al7块体非晶合金为研究对象,利用差示扫描量热分析（DSC）、高温真空压缩实验等方法,对其高温均匀塑性流变行为进行研究。结果表明,Cu46Zr47Al7块体非晶合金的高温均匀塑性形变行为依赖于温度和应变速率,随着温度的降低或应变速率的增大呈现出牛顿流变向非牛顿流变的转变,该行为可以用基于自由体积的过渡态理论来进行定量描述。根据过渡态理论拟合出来的驱动体积大致相当于25~50个原子,驱动能为551kJ/mol,说明控制合金高温均匀形变的原子不会脱离周围原子而单独跃迁,其扩散涉及到多原子的协同运动。