Zr-Al-Ni-Co块体非晶合金的成分设计

选择Zr-Al-Ni-Co合金系为研究体系,以等电子浓度和等原子尺寸为判据设计8种合金,采用吸铸法制备了直径为3 mm的合金棒,XRD结果表明了在等电子浓度面和等原子尺寸面交线上存在着一个较大范围的块体非晶合金形成区域.能够形成块体非晶合金的7种合金,具有相近的约化玻璃转变温度Trg值,最大达到0.589;它们的玻璃转变温度Tg值略有差异,且从三元Zr-Al-Co一侧至三元Zr-Al-Ni一侧,其值逐渐减小,最高Tg=713 K.将Zr-Al-Ni-Co合金系与用相同方法设计的块体非晶合金Zr-Al-Ni-Cu和Zr-Al-Ni-Fe体系进行了比较.     

具有高耐腐蚀特性的FeCrMoSnPSiBC铁基块体非晶合金

采用铜模上吸铸法制备了低成本的Fe78-2xCrxMoxSn2P10Si4B4C2（x=2、4（原子分数），以下同）铁基块体非晶合金，通过失重法和电化学方法测量了该系列块体非晶合金的耐腐蚀特性，发现该合金系列具有较强的耐腐蚀能力：对x=2和4的样品在3．5％的NaCl溶液中浸泡45d后的腐蚀速度分别约为0．021和0．019m／n]a，比MSI 304L不锈钢（0．046mm／a）具有更好的耐蚀性；对在不同浓度（1、3、6N）HCl溶液中的极化曲线测量发现，两种试样在极化过程中均出现钝化的现象，并存在一较宽的钝化区，钝化区范围随着HCl溶液浓度的增大而逐渐变窄。初步分析认为，该合金系列高的耐腐蚀性能源自于非晶结构自身的特征及其特殊的成分组成。     

块体非晶合金压缩变形研究进展

在约化压缩变形温度t r=T/T g为77 K/T g≤t rt rc1、t rc1≤t rt rc2和t rc2≤t rT x/T g时,一般块体非晶合金的压缩变形行为分别对应不均匀脆性断裂、非牛顿流变和牛顿流变;当应变速率约为10-4s-1时,临界约化压缩变形温度t rc1在0.839~0.920之间,t rc2=1.011;随着应变速率的降低,块体非晶合金由不均匀的脆性断裂转变为非牛顿流变的t rc1、由非牛顿流变转变为牛顿流变的t rc2均降低。低t r压缩变形试样表面的剪切带特征明显,但高t r压缩变形由于均匀变形和热影响作用使剪切带不明显,且块体非晶合金的塑性随剪切带数量的增加而提高;随着t r的升高,块体非晶合金的断口显微组织演化过程分别为复杂不均匀的脉状纹络、较均匀的脉状纹络、熔滴状和岩浆流状组织。另外在极低约化压缩温度t r下Ni60Pd20P17B3和Ti40Zr25Ni3Cu12Be20块体非晶合金表现出非牛顿流变行为。非晶在一定温度的压缩变形会导致部分或所有非晶纳米晶化。     

块体非晶合金的应用研究进展

非晶合金是一类性能优异的新型结构材料,它的出现引发了金属材料科学史上的一场革命.简述了块体非晶合金的各种优良性能,详细介绍了块体非晶合金各种性能的最新应用研究进展,分析了块体非晶合金领域目前存在的问题及其今后努力的方向,并对其应用前景进行了展望.随基础理论研究的深入及工艺技术的发展,性能优异的块体非晶合金的应用必将越来越广泛.     

超声诱导Mg65Cu25Y10块体非晶合金的晶化研究

采用普通铜模浇铸法制备出厚度为3mm的Mg65Cu25Y10块体非晶合金试样,并在室温(22℃)、120和160℃下分别对试样采用频率为20kHz的功率超声处理不同时间2、5和10min使其晶化.超声处理后的试样采用XRD分析其晶化程度;在扫描电子显微镜(SEM)下观察到较小弥散分布的晶体相颗粒和较大羽毛状颗粒.EDS...     

Fe74Al4Ga2P12B4Si4块体非晶合金的纳米晶化及软磁性能研究

采用铜模铸造法制备了厚2mm的Fe74Al4Ga2P12B4Si4块体非晶合金.利用X射线衍射(XRD)、差热分析(DSC)和振动样品磁强计(VSM)研究了其晶化行为和软磁性能.结果表明,非晶合金的玻璃转变温度Tg为457.35℃,晶化开始温度Tx为497.65℃.合金的过冷液相区宽度△Tx达到40.30℃,表明合金具有较大的玻璃形成能力.F74Al4Ga2P12B4Si4合金的晶化是二级晶化过程.经520℃等温退火后析出α-Fe相,其晶粒尺寸为15.9nm;而经550℃等温退火后析出α-Fe相及微量的A10.3Si0.7Fe3和Fe3B相,其中α-Fe相的晶粒尺寸为17.4nm.非晶合金的饱和磁化强度为108.816emu/g、矫顽力Hc为574.97Oe;经520℃等温退火后,纳米晶合金的饱和磁化强度为106.875emu/g、矫顽力Hc为94.16Oe.退火实验结果表明,纳米晶化对材料的饱和磁化强度没有显著影响,但会显著降低材料的矫顽力.     

Zr基块体非晶合金的氧化机制研究

用热重法研究了Zr_(58)Cu_(16)Ni_3Al_(10)Nb_3块体非晶合金在玻璃态温度(Tg=657 K)和过冷液相区(Tg=657 KTTx=759 K)不同时间(1.5 h和126 h)的等温氧化过程,同时比较了在玻璃态温度下623 K和过冷液相区673 K下,长时间126 h等温氧化的产物和基体结构。实验结果表明,在短时间1.5 h等温氧化,573K—673 K,氧化产物均为t-Zr O_2,基体为非晶态结构。玻璃态温度下623 K氧化速率变化与时间成线性关系,而过冷液相区氧化速率存在高速增长阶段(0—1 h),速率降低阶段(1 h—6.5 h)和稳定低速阶段(6.5 h—126h)。晶化与过冷液相区长时间氧化机制有密切关系。     

块体非晶合金微成形技术的研究进展及发展趋势

介绍了微成形技术的基本特点及主要研究领域,指出非晶合金材料是一种比较理想的微成形材料。综述了块体非晶合金材料应用到微成形领域的优点以及块体非晶微成形技术的最新研究进展,并阐述了块体非晶合金微成形技术的发展趋势,指出了新的发展方向。     

放电等离子烧结制备块体非晶合金研究进展

非晶合金又称“金属玻璃”,是由于超快速冷却凝固导致无法有序排列结晶,从而得到的一种长程无序结构。这种非晶合金与存在晶界和位错的普通合金相比,具有更加优异的力学及物化性能。由于粉末状或条状非晶合金在尺寸和性能等方面的限制,因而大尺寸、优异力学性能及软磁性能卓越的块体非晶合金的制备受到了大量关注与探究。放电等离子烧结技术以温度低、效率高、时间短及冷却速率快等优点,被认为是一种具有广阔发展前景的制备方法。对Fe基、Zr基、Al基及Ti基本身的特点,以及通过放电等离子烧结技术制备不同体系块体非晶合金的物理及化学性能的研究进行了较为全面的综述。概述了放电等离子烧结技术的原理及在制备块体非晶合金方面的优势;分析了放电等离子烧结技术和制备的块体非晶合金材料存在的问题,以及采用该技术制备块体非晶合金的发展前景。重点介绍了在采用该制备不同体系的块体非晶合金时,如何通过改变放电等离子烧结参数,或通过再加工、本身粉末添加元素等方法获得大尺寸、优异性能的块体非晶合金。     

机械合金化Fe—B非晶合金及纳米合金的形成

在适当条件下机械合金化可以形成急冷法难以得到的单一Ｆｅ６０Ｂ４０非晶合金，而在其他成分内形成亚稳纳米合金，在众多的球磨条件中，球磨机的转速是控制合金化的重要因素。空气中的氧对小颗粒界面产生了强烈的污染作用，从而抑的原子的相互扩散，难以形成单一的非晶产物，不同球磨条件下的产物含有的非晶相的晶化温度比单一非上合金的晶化温度稍高，并且与球磨条件以及成分的关系不大。     

块状非晶态镍磷合金的电化学沉积制备与结构研究

采用电化学沉积方法,在不同的工艺条件下,制备块状非晶态Ni-P合金,并研究了工艺条件和磷含量对块状Ni-P合金结构的影响.结果表明,电化学沉积制备块状非晶态Ni-P合金的方法是可行的,较低的pH值、较高的温度和较低的阴极电流密度更有利于非晶态结构的形成.试验中还发现,磷含量是决定块状Ni-P合金结构的主要因素,随着磷含量的增加,块状Ni-P合金由晶态向非晶态结构转变.     

Co对Nd-Fe-Al大块非晶合金的晶化行为和磁性能的影响

采用示差扫描量热法(DSC)，X射线衍射(XRD)和振动样品磁强计(VSM)研究了Co对Nd—Fe-Al大块非晶合金的非晶形成能力，晶化行为和磁性能的影响。结果表明：加入Co元素后可以显著提高Nd—Fe-Al大块非晶合金的非晶形成能力以及提高合金的居里温度。Nd60Fe30-xAl10Cox(z=0、5、10)大块非晶合金在室温有较高的内禀矫顽力，具有硬磁性。内禀矫顽力随着Co含量的增加变化不大．但是饱和磁化强度和剩磁则随着Co含量的增加有所下降。Nd60Fe3-xAl10Cox(x=0、5、10)大块非晶合金具有的硬磁性能来自于非晶相。合金少量晶化后，磁性能变化不大。完全晶化后合金的硬磁性迅速消失。     

锆基大块非晶在HCl溶液中的耐腐蚀性研究

利用CHI660B型电化学工作站研究了4种不同成分（Zr55Al10Ni5Cu30，Zr60Al15Ni25，Zr65Al10Ni10Cu15，Xr52．5Al0Ni10Cu15Be12．5）的锆基非晶态合金以及其中两种成分（Zr65Al10Ni10Cu15，Zr52．5Al10Ni10Cu15Be12．5）的晶态合金在2．5mol／L的HCl溶液中的腐蚀行为。通过Tafel曲线的测试结果表明，非晶合金的耐腐蚀性能与其成分有很大的关系，这4种非晶合金试样的耐腐蚀性由强到弱的顺序依次为Zr60Al15Ni25〉Zr65Al10Ni10CU15〉Zr52．5Al10Ni10Cu15Be12．5〉Zr55Al10Ni5Cu30。两种成分的非晶态合金与其对应成分的晶态试样相比，非晶态合金具有较低的腐蚀电流，显示出较好的耐腐蚀性。最后，根据电化学腐蚀原理，从合金的微观结构、化学成分以及腐蚀介质的性质3个方面探讨了影响合金耐腐蚀性的因素。     

Compressive fracture behavior of Cu-based bulk amorphous alloys

The mechanical properties of newly developed Cu_52.5 − xTi₃₀Zr_11.5Ni₆Al_x (x = 0, 1, 1.5, 2 at.%) bulk amorphous alloys were investigated under compressive condition. They exhibit high fracture strength of 2212 MPa, 2165 MPa, 2209 MPa and 2286 MPa, respectively. Three distinct vein patterns corresponding to the different zones can be observed on the fracture surfaces of the samples. Fracture propagation along two different directions and formation of striated vein patterns may contribute to the higher compressive fracture strength of the tested Cu-based bulk amorphous alloys.     

Fe80P13C7块体非晶态合金与非晶薄带抗腐蚀性能的对比研究

通过J-Quenching技术在低冷速(低于1000K/s)下制备出块体尺寸达2mm的Fe80P13C7非晶态合金。通过阳极极化曲线测试以及对样品在1mol/L的HCl溶液中浸泡后的腐蚀形貌的观察,对Fe80P13C7块体非晶态合金、非晶薄带以及晶态合金的电化学腐蚀行为进行了对比研究,结果表明,块体非晶的腐蚀性能优于非晶薄带和晶态合金。这可能是由于块体非晶态合金在制备过程中冷速较低,原子发生结构弛豫的时间更长,结合能增大,使得合金中原子与溶液中离子的反应速率减慢,从而提高了块体非晶态合金的腐蚀性能。     

大块非晶合金的性能、制备及应用

综述了大块非晶合金的性能、制备方法及应用，对比了吸铸法制备的棒状Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5,Zr57Cu20Al10Ni8Ti5,Zr52.5Ti5Cu17.9Ni14.6Al10(原子分数)大块非晶样品的过冷温度区间宽度(△Tx)，给出了3种大块非晶合金系列的热稳定性参数Tg、Tx及△Tx，提出了大块非晶合金领域存在的问题及发展方向．     

TEM specimen preparation for Al-based amorphous alloys

Transmission electron microscopy （TEM） is usually used to identify the amorphicity. However, some artifacts may be introduced due to improper TEM foil preparation. In this paper, three Al-rich metallic glasses with and without a glass transition were selected for characterizing the effect of the electropolishing condition on the as-quenched structure during TEM specimen preparation. It is shown that the occurrence of the modulated bright-dark structure under TEM observation is closely sensitive to the electropolishing condition, which suggests us being careful about the possible artifacts induced by specimen preparation when examining amorphous alloys under TEM.     

Cast bulk ZrTiAlCuNi amorphous alloys

Cylindrical bulk amorphous samples with diameters up to 10 mm have been prepared by casting ZrTiAlCuNi alloys in a copper mould. In order to rank glass-forming ability as a function of alloy composition, alloys were also cast into wedge-shaped moulds; to a first approximation, the thickness of the amorphous region obtained can be taken as an indication of glass-forming ability. The compositions which lead to the production of bulk glasses all have reduced glass transition temperatures in excess of 0.65 and the extremely high glass-forming ability of these compositions is discussed. We suggest that both the Al and Ti contents are determining factors for the production of bulk amorphous samples and these are believed to reduce the driving force for, and hence the rate of, crystallisation. These amorphous alloys have been found to display high thermal stability and can be annealed for several minutes in the supercooled liquid region. They are ductile at room temperature and have a high value of yield stress.     

Ti-Zr-Be-Cu-Co块体非晶合金在NaCl溶液中的冲刷腐蚀行为

为评价Ti基块体非晶合金的耐蚀性,以期今后在工业生产中的应用,采用失重法研究了Ti35Zr30Be2 4Cu7.5Co3.5块体非晶合金及其对应晶体成分在质量分数6%Na Cl溶液中0.2、0.4、0.6 m/s流速下的冲刷腐蚀行为.利用X射线分析(XRD)、扫描电镜(SEM)研究了Ti35Zr30Be2 4Cu7.5Co3.5块体非晶合金及其对应晶体成分的相结构、微观腐蚀形貌,并利用电化学极化试验测试2种合金冲刷腐蚀后的耐蚀性.结果表明:随着流速的增加,2种合金的腐蚀速度均升高,其中非晶合金出现最大腐蚀速度峰值的时间由无冲刷状态的32 h缩短到流速为0.6 m/s下的10 h,Ti35Zr30Be2 4Cu7.5Co3.5块体非晶合金腐蚀速度较对应晶体成分小;Ti35Zr30Be2 4Cu7.5Co3.5块体非晶合金较对应晶体成分在质量分数6%NaCl溶液中具有更好的耐蚀性.