U-Rh体系非晶合金的成分设计与形成特性

为了进一步认识U合金体系的非晶形成规律,本文探究了U-Rh体系的非晶形成特性。在富U端共晶区65～80 at.% U范围内设计了系列U-Rh合金,通过真空电弧熔炼制备母锭样品与甩带技术制备条带样品,采用X射线衍射和热分析手段研究了两种样品的相组成与热行为。发现U₇₀Rh₃₀合金在急冷凝固条件下形成了部分非晶相,晶化温度为642K,晶化激活能接近200kJ/mol,与之共生的是g-U高温固溶体相,这是U基非晶合金通过急冷冻结高温U固溶体的首次证据,反映出U-Rh合金非平衡凝固相变行为的独特性。结果表明,U-Rh是一个新的铀基非晶合金体系,其非晶形成能力不强,这很可能与g-U高温固溶体能被急冷直接捕获有关。     

U-Co系非晶合金的形成与耐蚀性研究

将U-Co二元系中的富U合金UxCo100-x(x=50~87.5)作为研究对象,采用电弧熔炼与甩带方法制备它们的母合金锭与薄带样品,通过XRD和DSC研究合金样品的相组成与稳定性,同时采用动电位极化方法研究非晶合金的耐腐蚀性能.结果表明,条带非晶形成的成分区间为58.5≤x≤78,其最佳成分出现在U66.7Co33.3附近;在20 K/min加热速率下,U-Co非晶的晶化温度位于534~550 K之间,晶化放热焓为4.8~8.5 k J/mol,约化晶化温度Trx值最高达0.535;在50×10-6Cl-溶液中,U-Co非晶合金的腐蚀电位大都接近-50 m V,其抗腐蚀能力显著优于贫铀,且U-Co非晶耐腐蚀性与其形成能力显示出正相关性.     

ZrAlCuNiNb合金的非晶形成能力及性能

用X射线衍射(XRD)与示差扫描量热仪(DSC)研究了添加Nb元素对Zr57Al15-xCu15.4Ni12.6Nbx合金的非晶形成能力的影响以及冷却速率对非晶形成的影响，同时研究了形成的块体非晶合金以及热处理后的压缩性能。结果表明：当Nb的摩尔分数达到5％时(即Zr57Al15-xCu15.4Ni12.6Nbx5)，合金具有最强的非晶形成能力，该块体非晶合金的压缩强度达1705MPa，相对压缩率约为0．104％。热处理后，当非晶合金中出现分离相或晶化析出相时，压缩强度将急剧下降。     

新型Y-Fe-Co-B大块非晶合金的制备与磁性能研究

用水冷铜模吸铸方法制备了最大截面直径为2mm的Y6Fe60.5Co11.5B22铁基大块非晶合金，研究了冷却速率对合金磁性能的影响，分析并计算了合金的临界冷却速率。大块Y6Fe6.5Co11.5B22非晶合金具有良好的软磁性能：其矫顽力Hc=2．53A／m，饱和磁化强度Ms=1．24T，初始磁化率明显高于相同成分的晶态合金。热稳定性分析表明，该合金具有较高的非晶形成能力，其形成非晶的临界冷却速率（Rc）约为119K／s。     

Zr_(47)Cu_(44)Al_9大块非晶合金的制备及其力学性能

利用电弧炉制备一系列(Zr_(51.6)Cu_(48.4))_(100-x)Al_x(x=6.0～10.0, 摩尔分数,%)大块非晶合金,利用示差扫描量热仪、X射线衍射仪和金相显微镜研究Al的含量对其非晶形成能力的影响.结果表明:当铝的含量为9.0%时,合金具有最优的非晶形成能力.适量铝的加入不仅能够抑制初生相CuZr的析出,而且还能有效地抑制其长大.临界冷却速率的经验公式计算结果显示该合金的临界冷却速率为10 K/s,室温压缩力学性能显示其断裂强度为1.9 GPa,且有0.5%的塑性变形,式为韧性剪切断裂.     

急冷U-V合金的相组成与热稳定性研究

铀-钒合金在核工业领域具有潜在应用,为更充分地了解其合金化特性,需进一步确认这种合金在急冷条件下的相组成和热稳定性。在共晶点U_(82)V_(18)附近设计了系列成分的U-V合金,通过甩带技术制备急冷条带样品,采用X射线衍射和差式扫描量热方法研究了其相组成与热稳定性。结果表明,它们在急冷凝固条件下(冷却速率达10~6K/s量级)形成了α-U固溶体、V固溶体与非晶的组成,比平衡凝固条件下多生成了非晶相。这些急冷合金在升温过程中,除了非晶晶化过程外,其他相转变过程基本符合平衡态相图特征。相比于其它合金,U_(82)V_(18)合金中的非晶相具有最高的热稳定性,这应该归功于其共晶成分优势。本研究证实了熔体凝固速率对U-V合金的相组成存在影响。     

Cu-Zr-Al-Nb块体金属玻璃的非晶形成能力和力学性能（英文）EI北大核心CSCD

采用悬浮熔炼-水冷铜模吸铸法制备不同直径的Cu46Zr44Al5Nb5非晶合金,并研究其非晶形成能力和力学性能。XRD分析、DSC曲线和透射电镜的选区电子衍射花样结果表明,直径分别为3,4,6 mm的合金棒均为全非晶结构,该合金成分具有良好的玻璃形成能力和热稳定性,其过冷液相区宽度和约化玻璃转变温度分别为52 K和0.60。由TTT曲线计算得出合金的玻璃形成临界冷却速率为3.985 K/s。不同尺寸合金棒凝固过程中的冷却速率不同,导致制得不同直径合金棒的X衍射峰强度、晶化焓和断裂强度呈现显著差异。     

冷却速度与合金元素对Mg-Cu系合金非晶形成能力的影响

研究冷却速度与合金元素对Mg-Cu系合金非晶形成能力的影响。结果表明：提高冷却速度和添加合金元素，均可使Mg-Cu系合金玻璃形成能力增大；利用铜平面旋转浇注快速冷却法和直接在液氮中浇注的方法，可分别制备出大约0．22mm厚的金属玻璃薄片和大约8mm厚的块状金属玻璃样品；稀土元素Y可增强Mg-Cu系合金的玻璃形成能力；采用Al元素部分替代Mg60Cu25Y10合金中的Cu元素，可得到玻璃形成能力更强的Mg60Cu25Al5Y10四元合金。     

[Fe_(0.71)(Dy_xNd_(1-x))_(0.05)B_(0.24)]_(96)Nb_4(x=0-1)块体合金的非晶形成能力和磁性能

采用铜模吸铸法制备[Fe0.71(DyxNd1-x)0.05B0.24]96Nb4(x=0-1,摩尔分数)块体合金,利用X射线衍射(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)和振动样品磁强计(VSM)研究合金的非晶形成能力(GFA)和磁性能。结果表明:该体系合金均具有较好的非晶形成能力,可制备出直径为2 mm的完全非晶合金,随着Dy含量(x)的增加,合金的非晶形成能力逐渐增强。当x=1时,可制得直径为3 mm的完全非晶合金;饱和磁化强度(Ms)由x=0时的Ms=97.59 A·m2/kg逐渐降低到x=1时的Ms=75.85 A·m2/kg。该体系直径为2 mm的块体非晶合金均表现为明显的软磁性特征。     

Ti-Cu二元合金热稳定性对非晶形成能力的影响

采用单辊熔体快淬法制备了厚约40μm,宽2mm的二元TixCu100-x(x=50,57)合金条带。用X射线衍射检测了合金的非晶形成能力,通过差示扫描量热仪(DSC)分析了Ti50Cu50和Ti57Cu43两种非晶合金的热稳定性,利用扫描电镜观察了合金的铸锭组织形貌。结果表明,两种非晶合金均未表现出明显的玻璃转变温度点Tg,晶化温度Tx差别不大,熔化开始温度Tm相差高达35K。通过研究两合金的铸锭母合金显微组织,发现Ti57Cu43合金在非平衡凝固过程中有Ti2Cu相析出,造成形成非晶合金所需的临界冷却速率提高。与Ti50Cu50合金相比,Ti57Cu43合金降低了Ti-Cu二元合金的非晶形成能力。讨论了铸锭显微组织竞争相与热稳定性之间的关系。     

Zr基非晶合金在过冷液相区静液挤压的变形行为及结构

研究了Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5非晶合金在过冷液相区内静液挤压的变形行为以及结构变化。结果表明:非晶合金在高应变速率下产生了明显的塑性变形,直径从16 mm变为12 mm,断裂为4段,且样品断口上随机分布着充分发展与未充分发展的脉纹式切变带,由此可看出非晶合金的变形为非牛顿体变形行为;挤压后的样品约有3%的非晶相发生晶化,在非晶基体上析出10~20 nm的纳米晶粒,导致挤压后非晶合金的热稳定性降低;静液挤压高应变速率变形条件使非晶合金产生非均匀流变,是造成非晶合金断裂的主要原因。     

甩带速率对U_(66.7)Co_(33.3)合金非晶形成的影响

针对U_(66.7)Co_(33.3)二元合金,采用小型亚稳合金炉制备样品,结合X射线衍射和热分析技术,研究了不同甩带速率对该合金形成非晶相的影响。结果表明,该合金在50 m/s的甩带速率下几乎形成完全非晶相,在25 m/s速率下出现了体心四方结构的U_6Co相,在20 m/s以下主要形成了U_6Co相;提高合金熔体的冷却速率可有效增大非晶形成的驱动力,促进非晶相形成。     

Cu48Zr4l7块体非晶合金的晶化行为及热力学性能研究

采用水冷铜模吸铸工艺制备出了片状Cu48Zr45Al7,块体非晶合金.X射线衍射(XRD)表明,样品为完全非晶.利用差示扫描量热分析仪(DSC)在不同的升温速率下连续加热测得该片状非晶合金的热稳定性参数值,均随着升温速率的增加而增加,表明其玻璃转变和晶化行为均存在显著的动力学效应.运用Kissinger法计算出其玻璃转变温度激活能(Eg)、晶化温度激活能(Ex)和峰值温度激活能(Ep)分别为424.7 kJ·mol-1,326.3 kJ·mol-1和297.1kJ·mol-1.从热力学模型角度出发,对该合金的非晶形成能力进行了分析,计算出其混合焓ΔHchem=-25.55 kJ.mol-1和归一化错配熵So/kB=0.78.结果表明,该块体非晶合金具有较强的非晶形成能力(AFA)NI良好的热稳定性.     

铜基大块非晶合金的临界冷速与组织形貌变化

制备了具有良好玻璃形成能力的Cu52.5Ti30Zr11.5Ni6大块非晶合金，其临界直径达到5mm，临界冷却速率约为126．8K／s。采用Jackson-Hunt公式计算了晶化组织形成的冷却速率。当冷却速率在10K／s-120K／s时，晶化组织则出现亚稳初生相与共晶共存的形态。当冷却速率低于10K／s时，亚稳初生相的析出将被逐渐抑制，使得共晶生长方式发生改变。     

单辊法制备非晶合金中冷却速率的数值计算

以非晶合金形成过程中的传热分析为基础，计算了超导热急冷设备和铜急冷设备两种设备下非晶合金快速凝固开始后的冷却速率，并计算分析了在铜辊外表面涂镍或不锈钢后对非晶合金冷却速率的影响。结果发现，超导热急冷设备对非晶合金的快速凝固效果比铜急冷设备要好，在铜辊外表面涂镍或不锈钢后非晶合金的冷却速率在凝固开始一段时间内明显降低，其中涂不锈钢后最为明显。     

Al-Zn-Ce合金的非晶形成能力及其晶化行为研究

本文采用X射线衍射及透射电镜测试方法研究了Al-Zn-Ce合金的非晶形成能力及其晶化行为。随着Ce含量的增加,Al2Zn2Ce和Al4Ce金属间化合物的出现,阻止了Al相和Zn相的相分离,有利于形成单一的非晶相,从而提高了合金的非晶形成能力。Al-Zn-Ce非晶合金的晶化存在相选择行为,Al2Zn2Ce和Al4Ce与fcc-Al相竞争形核生长,同时Al2Zn2Ce的形核生长优于Al4Ce,多种相的竞争形核和有限生长有利于Al-Zn-Ce非晶合金的形成。     

Zr基非晶合金力学性能的研究进展

Zr基非晶合金具有很强的非晶形成能力,可在小于103K/s临界冷却速率条件下获得.近年的研究表明,Zr基非晶合金具有高强度、超塑性、高弹性、高硬度、高耐磨性、高耐腐蚀性和优异的加工成形等性能,有着广阔的应用前景.本文总结了Zr基非晶合金的形成机理,着重对Zr基非品合金的力学性能、耐腐性能、加工性能等进行了综述.     

Ni-Zr-Ti-Nb-M(M=Sn,Bi)块体非晶合金的形成及其磁性能研究

从共晶点、混合热、原子尺寸差和微合金化出发,设计了Ni-Zr-Ti-Nb体系具有较高玻璃形成能力的Ni基合金成分,用铜模吸铸法制备了直径2mm的块体非晶合金,用X射线衍射仪、差热扫描量热仪和振动样品磁强计检测了样品的组织结构、热稳定性和磁学性。结果表明:微量Sn的添加提高了合金的玻璃形成能力,制备出了准2mm的棒状完全非晶试样;Bi不利于提高Ni-Zr-Ti-Nb体系合金的玻璃形成能力。此外,微量Sn能使饱和磁感应强度稍有提高。     

Zr-Ti-Cu-Ni-Be-Fe块体非晶合金及非晶基纳米复合材料的形成及其性能

采用水淬法制备出了块状、高强度Ｚｒ－Ｔｉ－Ｃｕ－Ｎｉ－Ｂｅ－Ｆｅ非晶合金,研究了铁原子组元对Ｚｒ－Ｔｉ－Ｃｕ－Ｎｉ－Ｂｅ－Ｆｅ块体非晶形成能力硬度、磁化率及其热稳定性的影响。结果表明,当Ｆｅ含量超过１０％（原子分数）时,在合适的冷却速率下可以区得含有钠米晶凿的非晶基复合材料。     

热力学和动力学因素对块体非晶合金玻璃形成能力的影响

从热力学和动力学原理出发,结合经典形核理论,阐述了焓变?Hf、熵变?Sf、Gibbs自由能的差?G、过冷熔体的黏度?和冷却速率等热力学与动力学因素对非晶合金玻璃形成能力的影响,以及这些参数之间的相关性,最后总结了由热力学与动力学因素引出的判断块体非晶合金玻璃形成能力的各种判据