激光熔覆Zr65Al7.5Ni10Cu17.5复合涂层组织结构

在钛基体上激光熔覆Zr65Al7.5Ni10Cu17.5合金粉末，得到含非晶、纳米晶复合涂层。涂层由金属间化合物和非晶、纳米晶构成。涂层按组织形貌分为3层：表面枝晶区、中部细晶区和结合区枝晶区。金属间化合物为Al2Zr3,Zr2Cu和Zr2Ni，纳米晶为简单四方Al2Zr3相，晶格常数为：a=b=76．18nm，c=69．85nm。     

非晶态Zr65Cu17.5Ni10Al7.5合金氧化和晶化过程研究

利用X射线衍射（XRD）和差示扫描量热法（DSC）研究了在连续加热条件下非晶态Zr65Cu17.5Ni10Al7.5合金在空气中的氧化和晶化过程。结果表明，在450℃以下，非晶态Zr65Cu17.5Ni10Al7.5合金表面的ZrO2晶粒长大过程服从抛物线规律；当温度超过450℃时，由于非晶基体内部发生晶化过程，阻碍了表面氧化过程的发展，此时ZrO2晶粒大小满足线性规律，并给出了ZrO2晶粒尺寸与温度的函数表达式。非晶态Zr65Cu17.5Ni10Al7.5合金的晶化过程是先形成二十面体相，然后转变为稳定的晶化相。     

CeO_2稀土对激光熔覆Zr_(60)Al_(10)Ni_(10)Cu_(20)金属玻璃复合涂层性能改善的研究

向Zr60Al10Ni10Cu20金属玻璃涂层合金粉末中添加质量分数为1%的CeO2粉末制成混合粉末,采用大功率半导体激光器通过同轴送粉方式,在Q235钢基材上制备熔覆层。通过与未添加CeO2稀土粉末的Zr60Al10Ni10Cu20涂层进行对比,利用EDAX、XRD分析研究了稀土加入对熔覆层相结构的影响,用显微硬度计测试了复合涂层的硬度,并采用失重法测定了该金属玻璃在不同浓度的HCl溶液中的腐蚀速率。结果表明:由于稀土的加入,涂层中的非晶成分增加,复合涂层的硬度提高了约10%,并且腐蚀速率降低了约37%。     

反复熔炼对Zr基大块非晶合金玻璃形成能力的影响

研究了反复熔炼对Zr60Al15Ni25和Zr65Al7.5Ni10Cu17.5合金的玻璃形成能力的影响。DSC分析表明，随着熔炼次数的增多，Zr60Al15Ni25非晶合金的玻璃转变温度和晶化开始温度都提高，而Zr60Al7.5Ni10Cu17.5非晶合金的特征温度基本没有发生变化。Zr60Al15Ni25合金的熔化焓由于反复熔炼而降低，在热力学上有利于非晶相的形成。根据反复熔炼对铸锭凝固组织进而对合金熔体中的短程序的影响，讨论了玻璃形成能力的变化及原子间的结合力对短程序尺寸的影响，分析了2种合金对反复熔炼处理的敏感性的不同。     

Ni-Al系金属间化合物光束堆焊层的成形及析出相特征

采用X射线衍射、SEM、EDXS及显微硬度等方法，研究了光束堆焊Ni，Al混合粉末制备的金属间化合物涂层的成形和微观组织特征．结果表明，堆焊层的成形与堆焊材料的比热容量和熔点有关．采用Al含量(原子分数)高于50％或不超过25％的堆焊材料，均可获得成形良好的光束堆焊层，但Al含量过高将使堆焊金属的致密度降低．当堆焊材料中Al含量为50％-75％时，堆焊层全部由金属间化合物(Al1.1Ni0.9，Al3Ni2和Al3Ni)组成；当采用富Ni堆焊材料(不超过25％Al)时，堆焊层中将析出较多的γ-Ni固溶体，得到由γ-Ni和Ni3Al金属间化合物组成的显微组织；而采用富Al堆焊材料(80％Al)将导致堆焊层中析出大量Q—Al，其显微组织为在α—Al (α—Al Al3Ni)亚共晶基底上分布有Al3Ni2金属间化合物相．     

激光熔覆Ni基非晶复合涂层组织结构及性能研究

在45钢基体表面预涂覆Ni42Zr30Ta28合金粉末,采用DL-HL-T5000B型无氦横流CO2激光器进行激光熔覆制备非晶复合涂层。利用X射线衍射仪、金相显微镜对熔覆层进行微观组织分析,同时进行了硬度及摩擦性能测试。结果表明:熔覆层组织主要由金属间化合物(Fe7Ta3,Ni7Zr2,FeNi3,Ni3Ta等)、非晶相及纳米晶组成。当功率为3.3 kW时,熔覆层硬度达到最高,为2 954.3HK;磨损率最小,为0.571 mg/mm2。     

Zr65Al7.5Ni10Cu17.5和Zr65Al10Ni10Cu15合金的非晶和晶态薄带吸氢行为研究

研究两种不同成分具有较大过冷液相区的四元合金Zr65Al7.5Ni10Cu17.5和Zr65Al10Ni10Cu15，非晶和晶态薄带吸氢行为，结果表qt两种薄带的吸氢量均随着温度的升高而增大，非晶薄带的吸氢量要小于同等条件下的晶态薄带的吸氢量且只有在673K吸氢后形成了氢化物，Zr65Al7.5Ni10Cu17.5非晶和晶态薄带吸氢后分别生成了Zr2NiH4.7和ZrH2；而Zr65Al10Ni10Cu15非晶和晶态两种薄带最后生成的氢化物同为ZrH2。     

Zr-二十面体准晶-十次准晶伪三元系中非晶的形成

分析了块状非晶与稳定准晶结构上的异同点，选择两种稳定准晶(二十面体准晶和十次准晶)相互混合，在保持准晶二十面体基本结构单元的基础上，增加元素组成的混乱度，再添加有利于形成高配位多面体的元素Zr，用急冷方法制备出非晶合金．对此非晶合金的热力学测试表明，该非晶形成能力和稳定性与Inoue的Zr65Al7.5Cu17.5Ni10非晶相近．     

基于冷喷涂制备ZrC掺杂NiAl热障涂层粘结层

目的开发NiAl金属间化合物热障涂层粘结层。方法通过机械合金化技术制备了Ni/Al、Ni/Al+0.5%ZrC与Ni/Al+0.07%三种复合结构粉末。采用冷喷涂在镍基高温合金(IN738)基体上制备Ni/Al、Ni/Al+0.5%ZrC与Ni/Al+0.07%三种复合涂层,然后在保护气氛Ar气中进行热扩散制备这三种金属间化合物涂层。结果低温球磨8 h后可以获得具有亚微米层状结构的Ni/Al+ZrC复合结构粉末。喷涂态Ni/Al合金复合涂层保留了粉末的结构,经1080℃保温10 h后,形成了致密的NiAl金属间化合物涂层。结论掺杂ZrC(0.07%和0.5%)的Ni/Al粉末在球磨后比未掺杂ZrC的粉末更均匀。掺杂ZrC的粉末形成了部分NiAl金属间化合物,而没有掺杂ZrC的粉末则无NiAl金属间化合物形成。冷喷涂可以制备几乎无氧化Ni/Al粉末粘结层。热处理后原喷涂态涂层中的亚微米的层状结构已基本消失,变成了较为均匀的组织。     

Cu合金过渡层对激光熔化沉积Ni35/AlSi12双性能材料的影响

由于Ni基合金与Al Si12粉末的冶金反应较为显著,使得激光熔化沉积制备Ni35/Al Si12双性能材料时易生成高脆性Ni Al金属间化合物而具有较高开裂倾向。熔覆Cu合金做为过渡层,制备出无裂纹、冶金质量较好的Ni35/Cu/Al Si12双性能样品,使用SEM、EDS和XRD对Ni35/Cu/Al Si12样品各涂层进行微观组织、物相分析,采用HV1000型显微硬度计对其进行硬度测试,使用ANSYS对Ni35/Cu/Al Si12材料进行稳态热模拟分析。结果表明:Cu合金过渡层可抑制Ni、Al金属间化合物形成,能够在一定程度上降低涂层开裂倾向;熔覆材料截面的硬度分布从底部到表面呈阶梯变化,具有良好的力学性能;Ni35/Cu/Al Si12双性能材料较单一Ni基合金具有更加优异的传热特性。     

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。     

Amorphous in a Zr-IQC-DQC pseudo-ternary alloy system

A pseudo-ternary alloy system was constructed by combining an icosahedral quasicrystal (IQC), a decagonal quasicrystal(DQC), and Zr into one alloy system. Different proportions of Zr were added to pseudo-binary alloy IQC80DQC20 (mass fraction in %). Structural evolution in these alloys was discussed. An amorphous alloy composition was found in this system and a melt-spinning amorphous alloy was produced in this composition. Through DSC analysis, the amorphous alloy exhibits high glass forming ability comparable to that of the Inoue Zr65Al75Cu17.5Ni10 amorphous alloy.     

锆基大块非晶合金在NaCl溶液中的腐蚀行为

利用电化学方法研究了3种锆基大块非晶合金Zr60Al15Ni25、Zr65Al10Ni10Cu15和Zr52.5Al10Ni10Cu15Be12.5在1%、3.5%和10%（wt.%）NaCl溶液中的腐蚀行为.极化曲线的测试结果表明,在相同浓度NaCl溶液中Zr60Al15Ni25合金表面形成相对稳定的钝化膜,表现出较好的耐腐蚀能力.元素Cu和Be的添加,降低了合金Zr52.5Al10Ni10Cu15Be12.5和Zr65Al10Ni10Cu15在NaCl溶液中的钝化能力,增加了点蚀的敏感性.失重法研究结果表明3种合金腐蚀速率的大小顺序依次为Zr65Al10Ni10Cu15〉Zr52.5Al10Ni10Cu15Be12.5〉Zr60Al15Ni25.利用扫描电镜（SEM）和能量散射X射线谱（EDS）分析了极化后的合金表面,结果表明点蚀孔内部Zr、Al、Ni的选择性溶解和Cu在钝化膜下的富集导致了合金的耐腐蚀性能降低.     

添加剂对低压烧结Zr50Al15Ni10Cu25非晶态粉末力学性能的影响

以商业纯元素粉末为原料,用机械合金化方法在低真空条件下合成了以非晶态为主的Zr50Al15Ni10Cu25粉末。研究了一定量的外界添加剂C、Si3N4和SiC对体系热稳定性和晶化行为的影响。混合粉末用手工预压成形,然后在氩气氛下进行低压烧结。利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、差热分析（DSC）和电子拉伸实验机对粉末样和块状样进行了测试。结果表明,合适的外界添加剂可以提高体系的析晶活化能,增强体系的热稳定性。适量的Si3N4能促进Zr50Al15Ni10Cu25非晶粉末的低压烧结性能,即有助于提高样品的烧结致密度和样品的抗弯强度。     

异质结构Zr基非晶合金的热稳定性及力学性能

通过铜模铸造法制备了具有异质结构的Zr64.2Ni16.2Cu14.6Al5和Zr63.4Ni16.2Cu15.4Al5块体非晶合金,利用X射线衍射(XRD)、高分辨透射电镜(HRTEM)和差示扫描量热法(DSC)研究了其微观结构及热稳定性。结果表明,与均匀结构的Zr65Al10Ni10Cu15块体非晶合金相比,异质结构降低了材料的热稳定性。在单轴压缩试验中,两种Zr基块体非晶合金具有大的塑性应变(>25%)和高的屈服强度(>1.6GPa)。低的STZs势能和高的剪切带扩展抗力是异质结构Zr基块体非晶合金塑性提高的主要原因。     

AZ91D镁合金表面激光熔覆Al/Zr+B4C/Y2O3复合涂层组织与性能研究

目的提高AZ91D镁合金表面硬度,改善其耐腐蚀性。方法在AZ91D镁合金上涂覆Zr/B_4C/Y_2O_3混合粉末,之后使用Nd:YAG固体激光器进行激光熔覆。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对涂层的形貌和物相组成进行分析。利用显微硬度计以及电化学工作站对涂层的硬度和耐腐蚀性进行测定。结果涂层主要包含Zr C、Al3Zr和Al12Mg17等金属间化合物以及Al3Y等稀土化合物。添加0.8%Y_2O_3的涂层中有部分微小气孔,而添加1.6%Y_2O_3的涂层中气孔消失。析出相主要以颗粒状和棒状的形式存在,并且为了减小表面积,使得表面能降低,部分析出相聚集在一起长大。涂层硬度整体呈梯度分布,涂层外层的硬度最高(添加0.8%Y_2O_3的涂层为306.10HV,添加1.6%Y_2O_3的涂层为310.15HV)。添加0.8%Y_2O_3和1.6%Y_2O_3的涂层的平均硬度分别为291.613HV和294.495HV,相较于基体提高了4倍。添加0.8%Y_2O_3和1.6%Y_2O_3的涂层的自腐蚀电位分别为-1.269 V和-1.215 V,自腐蚀电流密度分别为7.655×10-5 A/cm2和2.048×10-6 A/cm2,相对于基体耐腐蚀性有了显著的提高。结论涂层中各种陶瓷相、金属间化合物和稀土化合物的存在使复合涂层的硬度、耐腐蚀性能均有了明显的提高。     

Zr基非晶合金微热压印实验研究

利用微正挤压试验,研究了Zr65Cu17.5Al7.5Ni10非晶合金试样在不同温度和挤压速度下的微热压印过程,分析影响微流槽填充成形的工艺因素,利用泊肃叶公式找到描述微流槽热压印过程的工艺参数方程。结果表明,热压印过程受温度、挤压速率、槽宽等因素的影响,进而可以得到最佳的工艺参数范围;用泊肃叶公式能够较好的描述微流槽填充过程,并可以得到包含微热压工艺参数的方程,结合一些假设,可以解释某些实验现象并指导工艺参数的设定。     

不同元素掺杂对Zr基非晶形成能力及力学性能的影响

在水冷铜坩埚中采用铜模吸铸法制备成直径为3 mm的Zr63Cu17.5Ni10Al7.5TM2(TM=Y,Fe,Ti)合金圆棒.通过X射线衍射(XRD)、差热分析(DSC)、力学性能及断口扫描(SEM)检测,结果表明Y、Fe、Ti元素微量掺杂可以得到完全非晶,Fe、Ti元素掺杂的试样具有较高的非晶形成能力和热稳定性(△...