机械合金化Zr-Al-Ni-Cu-Ag非晶合金的晶化行为

研究了机械合金化非晶态Zr65Al7.5Ni10Cu7.5Ag10合金的晶化过程，由于存在扩散不均匀区，机械合金化非晶合金在深过冷液相区的退火组织不同于快淬合金，在深过冷液相区退火，析出二十面体准晶相及一些知相：在靠近第一个放热峰的温度退火，近出Zr2Cu相：第二个放热峰对应残余非晶相及准晶相向Zr2Ni,Zr2-Al3的转变。     

Sr对Mg-1.7Si合金中初生和共晶Mg_2Si相的变质作用

为了获得性能优良的耐热镁合金,研究了Sr对初生和共晶Mg_2Si相的变质作用,并利用扫描电子显微镜观察了Mg_2Si相的形貌特征与Mg-1.7Si-x Sr合金的微观组织.结果表明,当Sr的质量分数处于1.0%~1.5%范围内时,可对初生和共晶Mg_2Si相进行有效变质.Sr的吸附作用可以诱发孪晶沟槽、旋转晶界等原子扩展台阶的出现,引起原子堆砌方式和晶体生长方向的改变,因而Sr可对初生Mg_2Si相起到变质作用.Sr的添加还可将Mg+Mg_2Si共晶的长大方式由合作长大模式变为以重新形核为主兼有合作长大的混合模式,使得Mg_2Si相的生长形态产生改变,因而Sr可对共晶Mg_2Si起到变质作用.     

原位合成ZrC颗粒增强锆基非晶复合材料及力学性能

利用zr与TiC粉末之间的原位反应经铜模铸造方法制备了zrC颗粒增强zr41Til4Cul2.5Ni10Be22．5块状非晶复合材料结果表明：原位合成的ZrC颗粒尺寸细小、形状规整并均匀地分布在非晶基体上．与锆非晶合金相比，复合材料的压缩强度得到提高，塑性得到改善．对ZrC颗粒原位合成及强化机理进行了讨论．     

非晶合金凝固过程模拟与界面换热关系

为了准确模拟块体非晶合金凝固过程的温度场,对浇注温度为840℃的非晶合金凝固期间的温度场进行了数据采集.根据界面换热模型与热量守恒定律建立了液固相与铜模之间的界面换热关系式,从而实现了对非晶凝固温度场的模拟.结果表明,合金与铜模之间的界面换热系数随温度的增加而增大.合金在液态阶段降温曲线的模拟值与实测值基本吻合,且当凝固温度降至500℃后,二者偏差也较小.利用界面换热模型并结合实测温度场可以表征非晶合金凝固时的界面换热关系.     

可与生物体实现联结功能的非晶合金复合材料的研究

通过渗流铸造法制备出羟基磷石灰与非晶合金复合材料,分别采用扫描电镜和X射线衍射仪分析了材料的微观形貌和相组成,并对材料的力学性能进行了研究。研究表明,羟基磷石灰复合材料具有良好的力学性能,适合于制备生物一致移植材料。     

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。     

Be的添加对Mg_(58.5)Cu_(30.5)Y_(11)块体非晶合金微观组织和力学性能的影响

通过铜模铸造的方法制备了直径为3 mm的(Mg0.585Cu0.305Y0.11)100-xBex(x=3,5,7,10)合金的铸态试样。通过X射线衍射、差式扫描量热计、扫描电镜和电子试验机等,研究了合金的相组成、热性能、微观组织和力学性能。结果表明:在Mg-Cu-Y-Be铸态试样中,Mg Cu Y非晶基体里分布着包含Cu Y晶态相的Cu YBe非晶第二相。第二相的数量和尺寸随着Be的加入量的增大而增大。在单轴压缩载荷下,(Mg0.585Cu0.305Y0.11)100-xBex(x=3,5,7,10)合金的压缩断裂强度分别为866、954、1 086、953 MPa,而且在合金断口上观察到了韧性特征。表明Be的加入提高了合金的综合力学性能。     

Ti-Zr-Cu-Fe非晶合金制备及生物相容性研究

采用单辊快淬法制备了厚40μm,宽3 mm的四元Ti50Zr16Cu31Fe3非晶合金条带。使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)分析了合金的组织、相结构以及热稳定性;同时将合金在模拟体液(SBF)中培养15 d,分析了合金的组织相容性,利用动态凝血时间以及溶血率分析非晶合金的血液相容性。结果表明,Ti50Zr16Cu31Fe3非晶条带具有较高的热稳定性,过冷液相区ΔTx可达80 K;在模拟体液(SBF)中浸泡15 d后,羟基磷灰石(HA)沉积在合金表面,厚度可以达到5μm,HA团絮状生长,且Ca/P值约为1.65,与人骨的Ca/P值1.67接近;溶血率低,仅为1.08%,表明合金具有良好的生物相容性。     

热处理对Ti_(35)Zr_(30)Be_(27.5)Cu_(7.5)非晶合金压缩性能的影响

利用铜模铸造法获得了直径为2 mm的Ti35Zr30Be27.5Cu7.5块体非晶合金。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、差氏扫描量热仪(DSC)及压缩试验等方法研究了非晶合金的相结构、显微组织和热稳定性,以及热处理对其压缩强度及塑性的影响。结果表明:在553和583 K温度下分别保温5 h后,实验合金仍保持为非晶态;在613 K保温1 h后,有晶化相出现。Ti35Zr30Be27.5 Cu7.5非晶合金在583 K下保温1 h后其塑性变形量达到了6.57%,较热处理前提高了1倍,且保持了热处理前的强度,屈服强度和抗压强度分别为1921 MPa,2169 MPa。随着热处理温度的提高,非晶相含量减少,合金断裂强度、塑性变形量随之降低;同时合金断裂方式由韧性断裂转变为脆性断裂。     

Cu_(66)Ti_(34)非晶合金凝固过程的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟了二元合金Cu66Ti34的凝固过程。原子间作用采用GEAM势,利用偶关联函数,均方位移(MSD)等分析方法,研究Cu66Ti34合金在4×1013 K/s冷却速度下的玻璃化转变温度、原子的扩散行为。结果表明,通过偶分布函数第一谷的最小值与第一峰最大值之比获得的玻璃转变温度为600 K,与相近成分Cu50Ti50的实验值接近;在800 K时,Cu和Ti的MSD最大值均小于1×10?2 nm2,合金熔体很粘稠;在600 K时,曲线的斜率降低,在动力学上合金熔体已经凝固。定压比热容与温度成二次分布关系,存在一个峰值温度为892 K的热力学玻璃转变温度,证明了用动力学方法和用热力学方法获得的玻璃转变温度之间的差异。