Zr_(47)Cu_(44)Al_9大块非晶合金的变温晶化行为

利用示差扫描量热仪(DSC)研究了Zr_(47) Cu_(44)Al_9大块非晶合金在连续升温过程中的的变温晶化行为.利用Kissinger方法计算其特征温度表观激活能,利用Doyle方法计算其局域激活能.结果表明,Zr_(47) Cu_(44)Al_9大块非晶合金具有良好的热稳定性.利用Kissinger方法计算得到的其玻璃转变激活能E_g为390.2kJ/mol、晶化激活能E_x为325.1kJ/mol、晶化峰值的激活能E_p为299.5kJ/mol.随着加热速率的提高,各特征温度值向高温端移动,其晶化峰值温度所对应的晶化体积分数减小.局域激活能随着非晶晶化体积分数的增加而逐渐减小.     

Y含量对Zr_(47-x)Cu_(46)Al_7Y_x合金非晶形成能力及力学性能的影响

采用高真空电弧熔炼喷射成形法制备Zr_(47_x)Cu_(46)Al_7Y_x(x=3~8)大块非晶合金。采用X射线衍射分析、差示扫描量热仪、扫描电子显微镜、压缩试验和硬度试验分别研究Y含量对合金的非晶形成能力、显微组织、断口形貌及力学性能的影响。结果表明:Y含量对合金系的非晶形成能力和力学性能有显著影响,4 at%~7 at%Y含量试样由完全非晶组织构成,其过冷液相区ΔT_x为56~71 K,约化玻璃转变温度T_(rg)为0.665~0.678,但在3 at%与8 at%Y含量试样非晶基体中出现了极少量结晶组织。大块非晶具有较好力学性能,其抗压强度为1803~1899 MPa,维氏硬度为5.22~5.39 GPa,且具有较强非晶形成能力的试样相应地具有较好的力学性能。大块非晶在压缩中以纯弹性变形方式发生脆性断裂,断口光滑平整,为典型脉络状花纹。     

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。     

铜基大块非晶合金临界冷却速率的计算

分析计算了Cu-Ti-Zr-Nb-Ni-Si六元合金系的混合焓（ΔH）、混合熵（ΔS）、体系自由能的变化（ΔG）和临界冷却速率（Rc）。结果发现,通过适当的处理,可以计算六元合金系的ΔG;用ΔG值计算出六元合金系的Rc,Rc分别随约化玻璃转变温度（Trg）、γ和最大直径（Dmax）的增大而减小,说明此计算方法是正确的;通过线性拟合,Rc与最大直径（Dmax）的-0.73653次方是相关的,相关性显著。     

Ti-Cu-Ni三元大块非晶合金的制备与力学性能

采用铜模喷铸法成功制备出成本较低、直径为2 mm的Ti基Ti50Cu42Ni8大块非晶合金.利用XRD、DSC及SEM等手段研究了Ti50Cu50-xNix(x=5, 8, 11)合金的非晶形成能力、力学性能与变形行为.结果表明:Ti50Cu42Ni8大块非晶合金具有明显且较高的玻璃转变温度Tg(659 K)、晶化初始温度Tx(716 K)、宽的过冷液相区ΔTx=Tx－Tg(57 K)、高的约化玻璃转变温度Trg=Tg/Tm(0.565)和压缩断裂强度(2008 MPa).     

大块非晶合金的研究进展

综述了大块非晶的形成原理和成分特点,介绍了块状非晶的制造工艺,简要叙述了几类大体积非晶合金的磁性能。     

富铁Fe-Nd-Al系大块非晶合金的制备及其性能

利用普通的铜模铸造制备了一系列富Fe的Fe-Nd-Al块状非晶合金,采用X射线衍射仪、差示量热扫描仪、振动样品磁场仪和Instron万能材料试验机研究了Fe-Nd-Al块状非晶合金的热稳定性、室温磁性和力学性能。结果表明：Fe50Nd35Al15、Fe45Nd40Al15和Fe42.5Nd42.5Al15块状非晶合金的△Tm（△Tm=Tm-Tx）和晶化开始温度（Tx）与熔点（Tm）的比值分别为106、90和64K及0.88、0.90和0.93;其临界尺寸分别为1.5、3和4mm。此外,随Fe含量的减少,大块非晶的非晶形成能力和硬磁性能提高,但其力学性能有所下降。     

Nd_(60)Al_(15)Cu_(10)Co_(10)Fe_5大块非晶态合金的制备

采用铜模浇铸法制得直径４．０ｍｍ、长６０ｍｍ圆柱状Ｎｄ６０Ａｌ１５Ｃｕ１０Ｃｏ１０Ｆｅ５大块非晶样品。样品的非晶性经Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）实验检验证实。采用示差扫描热分析（ＤＳＣ）、Ｘ射线衍射分析了非晶合金的晶化过程。Ｎｄ６０Ａｌ１５Ｃｕ１０Ｃｏ１０Ｆｅ５非晶态合金的约化玻璃温度Ｔｒｇ＝０．６０,说明合金有较好的非晶形成能力。采用Ｋｉｓｓｉｎｇｅｒ方法求得非晶态合金的表观晶化激活能。根据熔化焓对Ｎｄ６０Ａｌ１５Ｃｕ１０Ｃｏ１０Ｆｅ５合金深过冷液相与稳定晶相间的吉布斯自由能差进行了估算。结果表明,Ｎｄ６０Ａｌ１５Ｃｕ１０Ｃｏ１０Ｆｅ５合金深过冷液相与稳定晶相间的吉布斯自由能差,ΔＧ,在过冷液相区小于２ｋＪ／ｍｏｌ,表明过冷液相的晶化驱动力很小,过冷液相区内的晶相形核具有较大的热垒。     

Zr_(56.6)Cu_(17.3)Ni_(12.5)Al_(9.6)Ti_4块体非晶合金的玻璃形成能力

采用低纯度的原料,通过电弧熔炼铜模铸造法制备了直径达10mm的Zr56.6Cu17.3Ni12.5Al9.6Ti4非晶合金圆棒。该合金玻璃转变温度tg=385.8℃,晶化温度tx=464.2℃,过冷液相区温差Δtx=78.4℃,约化玻璃温度trg(tg/tmL)=0.62。以基于DTA的合金凝固点偏移的方法确定该合金的临界冷却速度Rc=7.1℃/s,低于商业合金Vit.105合金的临界冷速(约为10℃/s)。楔形试样对比结果显示:Zr56.6合金试样中的非晶组织区域明显大于Vit.105合金的,预示前者具有较好的实际玻璃形成能力。以上结果表明,Zr56.6Cu17.3Ni12.5Al9.6Ti4合金是Zr Al Ni Cu Ti系中玻璃形成能力最强的合金之一。     

大块非晶合金制备原理与技术

利用形核理论，对人块非晶合金的形成条件、控制因素、合金成分设计思路、制备原理与技术等进行了分忻与讨论。非均匀形核的避免和均匀形核的抑制是大块非晶合金成功制备的充分必要条件，前者要通过外部熔炼条件的有效控制来实现，包括：熔炼提纯、合理的冷却介质和惰性气氛保护等：后者要通过合理的成分设计来实现，包括：多组元、高原子尺寸比、人负混合热、低熔点组元或低熔点共晶。     

半固态处理对Zr_(60)Cu_(17.5)Al_(7.5)Ni_(10)Ti_5非晶形成能力和力学性能的影响

采用铜模吸铸法将Ti元素添加到Zr65Cu17.5Al7.5Ni10非晶合金中,制备得到直径为3 mm的大块非晶合金。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、示差扫描量热仪(DSC)和微机控制电子式万能试验机等研究半固态处理对Zr60Cu17.5Al7.5Ni10Ti5大块非晶合金的微观组织结构、非晶形成能力、压缩力学性能以及断口形貌的影响。结果表明:半固态处理技术对非晶合金材料的组织结构和力学性能有很大的影响,能够提高非晶合金的强度和塑性;半固态下Zr60Cu17.5Al7.5Ni10Ti5表现出较好的非晶形成能力,表征非晶形成能力的参数Trg为0.618 9,过冷液相区△Tx达到40 K;且当吸铸电压为7 kV时试样的塑性最好,为1.94%,强度为1 487.411 MPa。     

Estimation of critical cooling rates for glass formation in bulk metallic glasses through non-isothermal thermal analysis

Critical cooling rate (R _c ) for glass formation has been calculated from an integrated transformation curve, constructed by combining continuous cooling transformation (CCT) and continuous heating transformation (CHT) curves. The CCT and CHT curves were calculated from experimental measurements on cooling rate dependence of solidification onset temperature using classical nucleation kinetics and heating rate dependence of crystallization onset temperature using Kissinger method, respectively. The critical cooling rate was calculated from the intersection point of the two curves, corresponding to an apparent nose point in the integrated transformation curve. The calculated critical cooling rates were in good agreement with those measured for five different bulk glass forming alloys of Ca−Mg−Zn, Pd−Ni−Cu−P, Zr−Ti−Cu−Ni−Be and Mg−Cu−Y alloys.     

Effect of Al addition on formation and mechanical properties of Mg-Cu-Gd bulk metallic glass

The effect of partial substitution of Al for Cu on the glass forming ability（GFA） and mechanical properties of Mg65Cu25-xAlxGd10 （x=0, 1, 3 and 5, molar fraction, %） alloys were studied by X-ray diffi-actometry（XRD）, differential scanning calorimetry（DSC） and uniaxial compression test. The result reveals that GFA of the alloys changes slightly with increasing x from 0 to 3, and then abruptly decreases with x increasing up to 5. The plasticity can be greatly improved with appropriate substitution of Cu by A1 （3%, molar fraction） in Mg65Cu25Gd10 bulk metallic glass, and the resultant fracture strength, total strain to failure, and plastic strain are 898 MPa, 2.19% and 0.2%, respectively.     

Ti_(45)Cu_(35)Zr_8Ni_7Pd_5块体非晶合金的形成能力及力学性能(英文)

利用铜模铸造方法制备了Ti45Cu35Zr8Ni7Pd5合金圆棒。通过XRD、SEM和DSC等手段研究了合金的组织,讨论了合金的玻璃形成能力,测定了合金的力学性能。结果表明,直径为2mm的圆棒为单一金属玻璃相,3mm和4mm直径的圆棒由金属玻璃相和TiCu结晶相组成。直径为2mm的圆棒具有最高的压缩断裂强度(2160MPa)和最高的硬度(维氏硬度,5600MPa)。压缩强度和硬度随着圆棒直径的增加而降低,但变形能力增加。     

Formation and mechanical properties of bulk Cu-Ti-Zr-Ni metallic glasses with high glass forming ability

Bulk amorphous Cu52.5Ti30Zr11.5Ni6 and Cu53.1Ti31.4Zr9.5Ni6 alloys with a high glass forming ability can be quenched into single amorphous rods with a diameter of 5 mm, and exhibit a high fracture strength of 2 212 MPa and 2 184 MPa under compressive condition, respectively. The stress—strain curves show nearly 2% elastic strain limit, yet display no appreciable macroscopic plastic deformation prior to the catastrophic fracture due to highly localized shear bands. The present work shows clearly evidence of molten droplets besides well-developed vein patterns typical of bulk metallic glasses on the fracture surface, suggesting that localized melting induced by adiabatic heating may occur during the final failure event.     

Effect of cold rolling on glass transition of Zr_(55)Al_(10)Ni_5Cu_(30) bulk metallic glass

Zr55Al10Ni5Cu30 bulk metallic glass was prepared through water-cooled copper mold suction casting, and was rolled up to 95% in thickness reduction. The structures and thermal stabilities of the as-cast and as-rolled specimens were examined by X-ray diffractometer and differential scanning calorimeter. As the thickness reduction increases, the crystallization onset temperature, peak temperature and the apparent activation energy of crystallization almost keep constant, while the glass transition temperature decreases from 681 to 671 K and the apparent activation energy of glass transition increases from (404±26) to (471±29) kJ/mol. The glass transition process is markedly affected by the rolling induced changes of microstructure and structural relaxation.     

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。     

新型铜基块体非晶合金Cu55-xZr37Ti8Inx的制备及性能

利用铜模吸铸法合成Cu—ZrTi—In非晶棒。块体非晶合金Cu50Zr37Ti8In5的△瓦值最大,为66K。从原子尺寸大小和热力学角度分析在铜基非晶合金中添加适量In元素后能够提高其非晶形成能力的原因。在所测的块体非晶合金Cu55．Zr37Ti8Inx（x≤〈5）,Cu52Zr37Ti8In3表现出最高的抗压强度（1981MPa）和最佳的塑性,其在压缩断裂前的总塑性变形量约为1．2％。