Mg—Cu—Zn—Y块体金属玻璃的形成

采用Zn元素部分替代易形成玻璃合金Mg65dCu25Y10中的Cu元素,形成Mg65Cu20Zn5Y10合金,添加Zn元素可显著提高合金的玻璃形成能力,通过熔体铜模浇铸可制备出直径为6mm的Mg65Cu20Zn5Y10金属玻璃圆棒,与无Zn合金相比较,Mg65Cu20Zn5Y10四元金属玻璃的晶化转变更为复杂,晶化过程由四步完成,尽管过冷液态温度区间△Tx减小,但约化玻璃转变温度Trg值略有增加。     

机械研磨形成W颗粒／La55A125Cu10Ni5Co5金属玻璃基复合材料

摘要利用X射线衍射，透射电子显微镜和差示扫描量热计分析表征了La55A125Cu10Ni5Co5合金及其添加W颗粒后高能球磨产物的结构与相转变,由数个金属间化合物构成的La55A125Cu10Ni5Co5合金经过机械研磨可转变为与熔体过冷形成的金属玻璃相类似的玻璃态合金，过冷液态温度区间的宽度△Tx可达到76K．合金与W颗粒(体积分数10％—30％)的混和物机械研磨后，形成W纳米颗粒弥散分布于La基玻璃态合金基体上的复合材料,随着W含量的增加，基体合金的玻璃转变温度Tg和晶化起始温度Tx1均提高，同时△Tx增大，含30％W的复合材料，基体玻璃态合金的△Tx可达到92K。     

镁基块体金属玻璃基复合材料研究

在空气中采用普通铜模浇铸法制备了两种成分的Mg-Cu-Al-Y金属玻璃复合材料（Mg65Cu23Al2Y10和Mg65Cu20Al5Y10）试样。XRD分析表明，随着Al的加入，原本的非晶“馒头峰”上出现了晶体增强相的尖锐峰；DSC曲线中晶化放热峰表明两种合金基体为非品态结构．相比于纯玻璃态时，复合材料的玻璃转变温度和初始晶化温度均下降，过冷液相区变窄，同时表现为多级晶化；尽管两种合金的成分只有细微差别，但微观组织却相差很大．当Al含量为2％时，显微组织中有明显的针状组织存在．而Al含量为5％时，为粒状组织.显微硬度测试表明：当Al含量为2％时．硬度值明显提高，均值达到了276HV，比完全非晶态下的硬度值高出42HV。     

镁基块体非晶合金制备及其晶化处理

在空气中采用普通铜模浇注法制备了Mg65Cu22Zn3Y5Nd5块体合金试样,利用X射线衍射确定铸态样品的非晶态性质,用差示扫描量热仪(DSC)分析合金的玻璃转变、晶化和熔化行为。研究表明,能形成完全非晶态试样的最大尺寸为4·5mm,试样的过冷液相区△Tx为51·3K,约化玻璃转变温度Trg为0·59。与无锌合金比较,Mg65Cu22Zn3Y5Nd5金属玻璃的晶化转变行为更为复杂,表现为明显的三级晶化。对Mg65Cu22Zn3Y5Nd5非晶合金进行等温退火处理后,发生了非晶态向晶态的转变,原本单一非晶峰上出现了与晶体相对应的尖锐晶体峰。当采用分步退火处理时,组织更为均匀细小。     

试样尺寸对镁基块体金属玻璃压缩力学行为的影响

研究试样直径和高径比对3种镁基块体金属玻璃Mg65Cu25Gd10、Mg65Cu20Ni5Gd10和Mg75Ni10Gd10压缩变形行为的影响,探讨镁基块体金属玻璃断裂模式的转变机制。压缩应力—应变曲线和断口扫描电镜观察结果表明:镁基块体金属玻璃Mg65Cu25Gd10、Mg65Cu20Ni5Gd10和Mg75Ni10Gd10在压缩条件下可在3个不同的变形阶段发生断裂,第1个是弹性变形阶段,在此变形阶段金属玻璃都以解理方式断裂,无塑性;第2个变形阶段的断裂为解理和剪切混合方式断裂,金属玻璃具有一定的剪切塑性变形;第3个变形阶段为稳定剪切锯齿塑性流变阶段,在此变形阶段金属玻璃都是以剪切方式断裂,具有稳定的塑性变形;镁基块体金属玻璃的断裂模式与尺寸有关,减小试样的直径和高径比都有利于块体金属玻璃由解理断裂向剪切断裂的转变,强度和塑性也相应地得到提高。     

Mg65Cu25Y10和Mg60Cu30Y10镁基金属玻璃的形成及其热稳定性

通过水淬法制备出Mg65Cu25Y10和Mg60Cu30Y10金属玻璃,采用差热分析DTA和X射线衍射对其玻璃形成能力、热稳定性能进行了研究;利用显微维氏硬度仪测量硬度.结果显示Mg65Cu25Y10合金比Mg60Cu30Y10合金具有更好的玻璃形成能力,前者的过冷液态区间(△Tx=Tx1-Tg)高出后者7.6 K;经过等温退火后,Mg65Cu25Y10金属玻璃晶化起始温度在433 K～493 K之间,而Mg60Cu30Y10金属玻璃的晶化起始温度在533 K～573 K之间,说明Mg60Cu30Y10金属玻璃的热稳定性高于Mg65Cu25Y10;Mg60Cu30Y10较Mg65Cu25Y10有更高的硬度.     

Mg65Cu25Y10和Mg60Cu30Y10镁基金属玻璃的形成及其热稳定性

通过水淬法制备出Mg65Cu25Y10和Mg60Cu30Y10金属玻璃,采用差热分析DTA和X射线衍射对其玻璃形成能力、热稳定性能进行了研究;利用显微维氏硬度仪测量硬度.结果显示:Mg65Cu25Y10合金比Mg60Cu30Y10合金具有更好的玻璃形成能力,前者的过冷液态区间(△Tx=Tx1-Tg)高出后者7.6 K;经过等温退火后,Mg65Cu25Y10金属玻璃晶化起始温度在433 K～493 K之间,而Mg60Cu30Y10金属玻璃的晶化起始温度在533 K～573 K之间,说明Mg60Cu30Y10金属玻璃的热稳定性高于Mg65Cu25Y10;Mg60Cu30Y10较Mg65Cu25Y10有更高的硬度.     

Y元素添加对CuZrAl块体金属玻璃的结构和力学性能的影响(英文)

研究添加Y元素对CuZrAl块体金属玻璃的结构和力学性能的影响。结果表明,添加Y元素提高CuZrAl体系的玻璃形成能力,而且由于添加Y元素可以降低该体系的结合能,从而降低其断裂强度。Cu45Zr48Al7块体金属玻璃的断裂表面主要呈脉状,而Cu46Zr42Al7Y5块体金属玻璃的断裂表面则很平滑。TEM观察表明,Cu45Zr48Al7的微观结构为非晶基体中含有纳米相,然而Cu46Zr42Al7Y5块体金属玻璃为全非晶结构。     

SiC颗粒对Zr55Al10Ni5Cu30非晶形成能力和热稳定性的影响

采用铜模铸造方法成功制备了体积分数高达27％的SiC／Zr55All0Ni5Cu30块体非晶复合材料．光学显微镜、X射线衍射和透射电镜分析表明，非晶基体上均匀分布SiC颗粒，SiC颗粒与基体间形成了厚度为10nm的反应层．DSC分析表明，块体非晶复合材料的玻璃转变温度、晶化温度和过冷液相区随SiC体积分数的增加而提高．电子探针分析和计算结果表明，Si原子和部分C原子通过扩散进入基体合金中，从而提高了非晶合金的形成能力和热稳定性．     

新型复合材料的开发

TiB颗粒增强钛金属基复合材料;纳米ZrO2-镁基非晶合金复合材料;机械合金化Ti-Cu-Ni-Sn块体金属玻璃复合材料;韧性钛基纳米晶复合材料;Cu／Ni叠层复合材料的电阻特性。     

镁基块体金属玻璃基复合材料研究

在空气中采用普通铜模浇铸法制备了两种成分的Mg-Cu-Al-Y金属玻璃复合材料(Mg65Cu23Al2Y10和Mg65Cu20Al5Y10)试样。XRD分析表明,随着Al的加入,原本的非晶“馒头峰”上出现了晶体增强相的尖锐峰;DSC曲线中晶化放热峰表明两种合金基体为非晶态结构,相比于纯玻璃态时,复合材料的玻璃转变温度和初始晶化温度均下降,过冷液相区变窄,同时表现为多级晶化;尽管两种合金的成分只有细微差别,但微观组织却相差很大,当Al含量为2%时,显微组织中有明显的针状组织存在,而Al含量为5%时,为粒状组织。显微硬度测试表明:当Al含量为2%时,硬度值明显提高,均值达到了276HV,比完全非晶态下的硬度值高出42HV。     

(Zr-Cu-Al-Dy)-Ta非晶/结晶复合材料及其力学性能

在Zr-Cu-Al-Dy合金中添加难熔金属Ta,利用铜模铸造法制备出Zr基非晶/结晶复合材料。复合材料的形成过程可描述如下:在凝固过程中,熔体中首先析出富Ta固溶体,剩余熔体的成分逐渐接近原始非晶合金成分,且非晶形成能力随着富Ta固溶体的析出而提高,最终形成非晶基体。富Ta固溶体多呈树枝晶状分布于非晶基体中,多数树枝晶状的固溶体尺寸大于10μm,远大于剪切带的平均厚度(约10～20nm)。压缩试验结果:非晶/结晶复合材料的宏观塑性变形量从几乎为零提高到13.5%,断裂强度也从1850MPa提高到2050MPa。     

Formation,microstructure and properties of long-period order structure reinforced Mg-based bulk metallic glass composites

In situ Mg–Cu–Y–Zn bulk metallic glass (BMG) matrix composites, in which Mg solid solution flakes of 0.5–1 μm thickness and 2–10 μm length are dispersed, have been prepared by copper mold casting. The Mg flakes are characterized as a long-period order structure (LOS), i.e. periodic arrays of six close-packed planes distorted from the ideal hexagonal lattice of 6H-type. The formation mechanism of LOS is interpreted as the precipitation of the leading phase of the eutectic reaction above the glass transition temperature. In comparison with monolithic Mg-based BMG alloys, the composites with an LOS exhibit significant improvement in mechanical properties, e.g. a compressive plastic strain of ∼18% and ultimate strength of ∼1.2 GPa, have been measured in Mg₈₁Cu_9.3Y_4.7Zn₅ alloy. It is suggested that the enhancement of the mechanical properties of the composites can be attributed to the generation of multiple shear bands and the deformation of the LOS.     

Microstructure and mechanical properties of Mg-Cu-Y-Zn bulk metallic glass matrix composites prepared in low vacuum

Mg-Cu-Y-Zn bulk metallic glasses(BMG) and in situ bulk metallic glass matrix composites were prepared by copper mold casting under the low vacuum with the argon atmosphere,and the raw materials used in preparing the Mg-Cu-Y-Zn alloys were commercially pure materials.The microstructures of the bulk samples were analyzed by X-ray diffractometer(XRD) and the thermal stability of samples was investigated by using a differential scanning calorimeter(DSC).The thermal stability of sample prepared with commercia...     

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.     

Nd对Mg65Cu22Ni3Y10非晶形成能力及热稳定性的影响

利用楔形铜模铸造法成功制备了Mg65Cu22Ni3Y10-xNdx(x=0、2、4、5、6、8)块体非晶合金,采用XRD、DSC研究了Nd对该合金体系热稳定性和非晶形成能力(GFA)的影响。结果表明,当x=2、4时,Nd的添加可有效提高该合金的GFA和热稳定性;当Nd含量为2%(摩尔分数)时,合金具有最高的过冷液相区(ΔTx=61.5K)及最好的热稳定性;当x=5时,尽管过冷液相区(ΔTx=48.5K)最窄,但此时合金具有最强的非晶形成能力(Trg=Tg/Tl=0.568)和临界厚度(δmax=3.8mm);随着Nd的进一步增加(x>5),合金的玻璃形成能力降低。     

Effects of alloy addition on the improvement of glass forming ability and plasticity of Mg–Cu–Tb bulk metallic glass

The effects of alloy addition on the glass forming ability, thermal stability and mechanical properties of Mg–Cu–Tb-based bulk metallic glasses were investigated. It was found that appropriate additions of Ag, Zn or Be in Mg₆₅Cu₂₅Tb₁₀ could not only improve the glass forming ability, but also enhance the strength and plasticity of these amorphous metallic alloys within a certain composition range.     

Effects of 5%Ni addition on thermal stability and crystallization behavior of Mg65Cu25Tb10 bulk metallic glass

The effects of 5%Ni addition on the glass forming ability, thermal stability and crystallization behavior of Mg65Cu25Tb10 bulk metallic glass were investigated using X-ray diffractometry, differential scanning calorimetry and transmission electron microscopy. The small amount of Ni addition reduces the glass forming ability and thermal stability due to a significant decrease in the crystallization activation energy. Analyses of crystallization kinetics give evidence to the existence of quenched-in nuclei in amorphous Mg65Cu20Ni5Th10. Final crystallization products are basically same for Mg65Cu25Tb10 and Mg65Cu25Ni5Tb10.     

Mg-Cu-Y块体金属玻璃的塑性变形特性

通过对Mg-Cu-Y块体金属玻璃在深过冷液体区间塑性变形特性的研究，探讨了影响其塑性变形的因素及其影响规律。结果表明，加载温度和时间均对其塑性变形有明显的影响，在深过冷液体区间，要达到合适的变形量，加载温度和时间必须适中；Mg-Cu-Y块体金属玻璃在压缩条件下能够发生流变，较好地复制模具表面的显微形貌。同时，在加载条件下，Mg-Cu-Y块体金属玻璃更容易发生晶化。     

TiNb颗粒增韧铜锆基非晶复合材料的机制

采用放电等离子烧结(Spark Plasma Sintering,SPS)方法成功制备得到10%(体积分数)TiNb/Zr55Cu30Al10Ni5和TiNb/Cu46Zr42Al7Y5非晶基体复合材料。压缩力学实验表明,TiNb颗粒对Zr55Cu30Al10Ni5的增韧效果明显好于对Cu46Zr42Al7Y5。究其原因是Zr55Cu30Al10Ni5的塑性转变区域的长度Rp值高于Cu46Zr42Al7Y5,这就意味着TiNb颗粒分布在Zr55Cu30Al10Ni5的塑性转变区域的几率明显高于Cu46Zr42Al7Y5基体。因此,TiNb颗粒对Zr55Cu30Al10Ni5基体的增韧效果明显要好于Cu46Zr42Al7Y5。