Ti-Cu-Ni-Zr块体非晶合金形成能力及耐蚀性

采用铜模铸造法制备了直径为2~4mm的Ti40Cu39Ni11Zr10合金,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)以及差示扫描量热分析法(DSC)考察了合金的非晶特性和热稳定性,并通过电化学极化试验和在3mol/L的HCl溶液中浸泡试验测试了合金的耐蚀性。结果表明,Ti40Cu39Ni11Zr10非晶合金制备直径为2mm,具有较好的热稳定性,当制备尺寸增大至3、4mm后,有TiCu晶体相析出;在3.5%的NaCl溶液里的电化学腐蚀以及在303、318、333K,3mol/L的HCl溶液中的变温失重腐蚀行为,与304不锈钢相比,Ti40Cu39Ni11Zr10块体非晶具有优异的耐腐蚀性能。     

Y、Sn对Cu60Zr30Ti10合金非晶形成能力及性能的影响

采用铜模喷铸法制备了φ4 mm×80 mill的Cu60Zr30Ti10、(Cu60Zr30Ti10)98 Sn2和(Cu60Zr30Ti10)98Y2合金棒试样.用X射线衍射仪(XRD)和差式扫描量热仪(DSC)分析了三合金内部结构及热稳定性.结果表明:合金元素Y、Sn均能提高Cu60Zr30Ti10合金的非晶形成能力,但添加Y的效果更佳.所制备的φ4 mm(Cu60Zr30Ti10)98Y2合金棒为完全非晶结构,且其热稳定性高于另外两种合金;非晶态(Cu60Zr30Ti10)98Y2合金的显微硬度低于由晶相/非晶组成的(Cu60Zr30Ti10)98Sn2、Cu60Zr30Ti10合金,且在该系列合金中,随着析出晶相增多,合金显微硬度下降.     

块状非晶合金CU-Zr-Ti-Sn在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为

利用电化学极化曲线方法和电化学阻抗谱(EIS)技术研究了Cu60Zr30Ti10和(Cu60Zr30Ti10)99Sn1块状非晶合金及其晶化后在3．5％NaCl溶液中的腐蚀行为．极化曲线测试结果表明，(Cu60Zr30Ti10)99Sn1非晶合金在3．5％NaCl溶液中的阳极极化衄线有一定的钝化倾向，且其阳极电流密度较Cu60Zr30Ti10非晶合金的阳极电流密度有所降低；同时EIS结果显示，其电化学反应电阻Rt较Cu60Zr30Ti10的Rt值有所增大，说明添加1％Sn使非晶合金Cu60Zr30Ti10的耐蚀性能有所改善．相应成分晶化后的合金与非晶合金的极化曲线相比较，阳极极化表现出较大的钝化倾向，且阳极电流密度略有降低．晶化后合金的EIS测试显示有两个时间常数，即由高频容抗弧和低频容抗弧构成．晶化后合金与其非晶合金相比较，电化学反应电阻见明显增大，表明晶化后合金的耐蚀性能有所提高。     

Zr55Al10Cu30Ni5-xPdx块状非晶合金的玻璃形成能力和热稳定性

用铜模铸造方法制备了不同尺寸的Zr55Al10Cu30Ni5-xPdx(x=0,1,3,5)块状非晶合金，采用X射线衍射（XRD）、扫描差热分析（DSC）和透射电镜（TEM）分别为Zr55Al10Cu30Ni5-xPdx块状非晶样品的结构、热稳定性和微观组织进行了研究。结果表明：x=1时，合金具有最高的过冷液相区（高达100K）及最大的热稳定性，而对合金的玻璃形成能力影响不大，这说明用适量的Pd代表Zr55Al10Cu30Ni5合金中的Ni会提高合金的热稳定性；x=3时，合金的热稳定性有所提高，但降低了合金的玻璃形成能力；x=5时，非晶合金的热稳定性和玻璃形成能力同时降低。     

微量Cr对Cu基块体非晶合金的形成能力及耐蚀性能的影响

XRD,DSC和DTA分析测试表明,微量Cr有利于提高块体非晶合金(Cu47Zr11Ti34Ni8)100-xCrx(x=0,0．5,1)非晶形成能力．室温动电位极化法对该合金在1mol／LHCI溶液、3％Nacl溶液和6mol／L KOH溶液中的电化学测试表明,非晶合金存在自钝化现象,随Cr含量增加,非晶合金的钝化区宽度显著增大,维钝电流密度降低,耐蚀性能增强,含微量Cr的Cu基块体非晶合金比不含Cr的具有更好的抗腐蚀性能,且远远优于不锈钢1Cr18Ni9Ti的抗腐蚀性能．     

Ti元素的添加对Zr基合金的非晶形成能力及热稳定性的影响

在水冷铜坩埚中采用铜型吸铸法制备成直径为3mm的Zr65-xCu17.5Ni10Al7.5Ti(xx=1,2,3,4,5)合金圆棒。采用X射线衍射(XRD)、差热分析(DSC)对Zr基合金的非晶形成能力、结构变化及热稳定性进行研究。结果表明:当x=2时合金为完全非晶组织,此时非晶具有较高的热稳定性和非晶形成能力(Trg=0.64934,ΔTx=35);随着Ti含量的增加(x=2,3,4,5时)合金为完全非晶相,非晶的形成能力和热稳定性降低。而且Ti的加入也改变了合金中原子间的近程有序和原子排列。     

含钴锆基块状非晶合金的制备与力学性能

采用水淬法制备了Zr—Ti—Cu—Ni—Be—Co块状非晶合金(BMGs)。使用XRD进行相分析，采用热分析仪进行玻璃转变温度、晶化温度和热稳定性等的测定，用SEM观察试样压缩后的外表面和断口形貌。研究了Co对Zr—Ti—Cu—Ni—Be合金非晶形成能力(GFA)、热稳定性及力学性能的影响。结果表明：含Co的所有Zr—Ti—Cu—Ni—Be BMGs都有1个明显的玻璃转变点和宽的过冷液相区(△T）。Zr38Ti17Cu10.5Co12Be22.5合金具有和Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5合金相当的△T；Co的添加明显提高Zr—Ti—Cu—Ni—Be BMGs的力学性能，含Co量大于10at％的Zr—Ti—Cu—Ni—Be BMGs的压缩断裂强度（σf）超过2000MPa，Zr38Ti17Co22.5Be22.5合金的σf达到2230MPa，比Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5合金的σf提高23％。     

Nd对Zr基非晶合金形成能力、热稳定性及耐腐蚀性的影响

利用铜模吸铸法在水冷坩埚中制备了4种(Zr0.55Al0.1Ni0.05Cu0.3)100-xNdx(x=0,1,2,3)块体非晶合金。采用XRD和DSC检测了所获合金相组成、非晶形成能力及热稳定性,并采用盐酸溶液浸泡腐蚀试验评价了不同合金的腐蚀速率。结果表明,适量添加Nd可提高Zr0.55Al0.1Ni0.05Cu0.3非晶合金的形成能力和热稳定性,但非晶合金在2mol/L HCl溶液中的耐蚀性随Nd含量的增加而降低。该结果对进一步改善和提高非晶合金的性能具有重要的参考价值。     

Effects of Nb Addition on Glass-Forming Ability，Thermal Stability and Mechanical Properties of Ti-Based Bulk Metallic Glasses

(Ti40Zr25Cu9Ni8Be18)100-xNbx(x=0,1,3,4,5 at%)钛基大块金属玻璃由铜模铸制得,制得的金属玻璃由直径大于6 mm的全非晶相构成。铌添加对非晶形成能力和热稳定性的影响由X射线衍射仪,透射电子显微镜和示差扫描热量计分析研究,机械特性由MTS810型力学特性测试仪在室温下以压缩模式测量,应变速率为2×10-4 s-1。实验发现:铌的添加对非晶形成能力几乎没有影响,但使得热稳定性有所提高。随着铌含量的增加,合金表现出很高的抗断强度,当x=4时,合金表现出最高的耐压强度1945 MPa和塑性延伸7%,塑性有明显提高。扫描电子显微镜分析表明,(Ti40Zr25Cu9Ni8Be18)96Nb4的高延展性是由于形成了高密度的剪切带的原因。     

铌添加对钛基大块金属玻璃的非晶形成能力、热稳定性及机械特性的影响(英文)

(Ti40Zr25Cu9Ni8Be18)100-xNbx(x=0,1,3,4,5 at%)钛基大块金属玻璃由铜模铸制得,制得的金属玻璃由直径大于6 mm的全非晶相构成。铌添加对非晶形成能力和热稳定性的影响由X射线衍射仪,透射电子显微镜和示差扫描热量计分析研究,机械特性由MTS810型力学特性测试仪在室温下以压缩模式测量,应变速率为2×10-4 s-1。实验发现:铌的添加对非晶形成能力几乎没有影响,但使得热稳定性有所提高。随着铌含量的增加,合金表现出很高的抗断强度,当x=4时,合金表现出最高的耐压强度1945 MPa和塑性延伸7%,塑性有明显提高。扫描电子显微镜分析表明,(Ti40Zr25Cu9Ni8Be18)96Nb4的高延展性是由于形成了高密度的剪切带的原因。     

正电子湮没技术研究Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5块体非晶合金的结构自由体积

采用X射线衍射(XRD)仪、正电子湮没光谱(PAT)研究Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5块体非晶合金的结构特性。结果表明:原始制备的Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5块体非晶合金其正电子湮没寿命为176ps(大于正电子在纯铁中点阵空位上湮没的寿命τVFe=165ps)。在过冷液区(T=400℃)等温退火中,正电子湮没寿命随着退火时间的增加而减小。在过冷液区退火,导致Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5块体非晶合金的结构更致密。     

微量添加Sn和Nb对Zr-Cu-Fe-Al块体非晶合金热稳定性和塑性的影响

采用Cu模铸造方法制备了直径2和3 mm的Zr61.5Cu21.5-xFe5Al11Sn1Nbx(x=0,1,2,原子分数,%)和Zr61.5Cu21.5Fe5Al12非晶合金棒.结果表明,Sn和Nb微合金化略微降低了Zr-Cu-Fe-Al非晶合金的玻璃形成能力.Zr61.5Cu19.5Fe5Al11Sn1Nb2非晶合金具有优异的压缩塑性,并且表现出"应变硬化"现象.高分辨透射电镜观察显示Zr61.5Cu19.5Fe5Al11Sn1Nb2和Zr61.5Cu21.5Fe5Al12合金均为完全非晶态,Sn和Nb微合金化后合金内部原子排列更紧密.正电子湮没谱分析结果表明,与Zr61.5Cu21.5Fe5Al12非晶合金相比,Zr61.5Cu19.5Fe5Al11Sn1Nb2非晶合金内部原子密排间隙和结构自由体积尺寸减小、总量增加.大量弥散分布的自由体积有利于Zr61.5Cu19.5Fe5Al11Sn1Nb2非晶合金剪切带的形成、分枝和相互作用,最终改善了非晶合金的塑性.     

合金元素对Cu60Zr30Ti10合金的非晶形成能力与显微硬度的影响

用铜模吸铸法制备直径2~3 mm的Cu60-xZr30Ti10M2(M=Mg、Al、Sn)系列非晶合金。用X射线衍射、差式扫描量热仪和硬度实验等研究它们的非晶形成能力、热稳定性与显微硬度。该系列非晶合金均表现出两级晶化行为。Cu60Zr30Ti10的玻璃转变温度为426.5℃,晶化起始温度为467.7℃,过冷液相区为41.2℃。添加Mg、Mo、Al对过冷液相区影响比较小,而添加Sn则使过冷液相区明显增大,达到51.6℃,合金的非晶形成能力有较明显提高,热稳定性增强。Cu60Zr30Ti10非晶合金的显微硬度为HV594.3,添加2%(摩尔分数)的Mg、Mo和Al对显微硬度影响不大,而添加2%Sn(摩尔分数)却使显微硬度达到HV755.7,提高27%。     

Nb对Zr基块体非晶合金热稳定性、非晶形成能力及机械性能的影响

利用水冷铜模铸造法成功制备了(Zr70Ni10Cu20)90-xNbxAl10(x=0,2,5,7)块体非晶合金,采用XRD,DSC和DTA研究了Nb对该合金体系热稳定性和非晶合金形成能力(GFA)的影响．结果表明,适量Nb的添加可有效提高该合金的GFA和热稳定性．当Nb含量为x=2时,合金具有最宽的过冷液态区(△Tx=119K)和最大的非晶形成能力(参数γ=Tx／(Tg T1)=0．435),Nb的适量添加也有利于提高块体非晶合金的强度和塑性应变,其中x=2的块体非晶的抗压强度和断裂应变量分别达到1783MPa和11．1％。     

微量组分Ni对Cu50Zr42Al8块状非晶的玻璃形成能力、热稳定性及耐腐蚀性能的影响

通过对块状非晶（Cu50Zr42Al8）。Nix（x=0，1，2，3，4）进行X射线衍射（XRD）和差分扫描量热（DSC）的测试分析，并利用减重法测试（Cu50ZrAl8）99Ni1和Cu50Zr42Al8非晶合金在3．5％NaCl溶液中的腐蚀行为，研究添加微量元素Ni对Cu50Zr42Al8块状非晶的玻璃形成能力、热稳定性及耐腐蚀性能的影响。结果表明：当Ni含量由x=0增加到x=1时，试样均为完全非晶结构，热稳定性增强，但玻璃形成能力有所降低。随着Ni含量的进一步增加，出现了非晶和晶体的复合体。失重测试表明，含微量Ni后Cu基块状非晶的耐腐蚀性能增强。     

Zr基非晶合金的热稳定性及耐腐蚀性能研究

通过铜模铸造法制备出了具有异质结构的Zr63Ni16.2Cu15.8Al5和Zr63.4Ni16.2Cu15.4Al5块体非晶合金.利用X射线衍射(XRD)和差示扫描量热法(DSC)研究了两种Zr基块体非晶合金的微观结构和热稳定性,采用动电位极化方法研究了两种Zr基块体非晶合金在NaCl水溶液中的耐腐蚀性能.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以及耐腐蚀性能,耐腐蚀性能低的原因可能是由于微观结构的不均匀使其具有更多的界面引起的.     

高Cu高强Zr基块体非晶合金的制备与力学性能

利用铜模铸造的方法制备了(Zr41.2Ti13.8Ni10Be22.5)1-x/87.5Cu12.5 x(x=1.6,6,11.2)块体非晶合金及其复相组织,分析了合金的相组成,热稳定性、力学性能及断口形貌.结果表明:随着铜含量的不断增多,尽管过冷液相区(ΔTx)逐渐增大,但非晶形成能力却不断下降.当合金的铜含量提高到18.5%时,非晶合金的压缩断裂强度达到2.2 Gpa,进一步增加铜含量到23.7%,压缩强度出现下降趋势.     

Y对Zr_(56)Co_(28)Al_(16)非晶合金结构和性能的影响

采用铜模吸铸法制备了一系列不含Ni和Cu的(Zr56Co28Al16)100-xYx(x=0,1,2,4)大块非晶合金(BMGs),对ZrCo-Al-(Y)系BMGs的结构、力学性能、耐蚀性能作了研究。结果表明,随Y含量增加,过冷液相区宽度(△Tx)从x=0的50.0K增加到x=2的59.2K;室温压缩断裂强度(σf)和塑性变形量(εp)分别从x=0的1 785 MPa、0,增加到x=2的1 965 MPa、4.1%。(Zr56Co28Al16)98Y2非晶合金在磷酸盐缓冲液中表现出良好的耐蚀性能,且具有76GPa的低杨氏模量。     

Al对Ti-Zr-Cu-Ni-Be非晶合金热稳定性和力学性能的影响

利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、差示扫描量热(DSC)和室温压缩试验等分析手段,通过替代(Ti40Zr20Cu8Ni9Be18Al5)和掺杂[(Ti40Zr25Cu8Ni9Be18)0.95Al0.05)]两种元素添加方法,研究了5%(摩尔分数)Al元素对Ti40Zr25Cu8Ni9Be18非晶合金铸态组织、热稳定性和力学性能的影响。替代和掺杂的Al元素使直径为3mm的非晶合金棒状试样中分别析出了纳米晶和准晶。Al替代Zr使非晶合金薄带试样的过冷液相区从46K升高到50K,而以掺杂方式添加时却使其降低为31K。替代方式添加的Al元素使非晶合金的压缩断裂强度从1924MPa提高到2121MPa,但塑性应变从3.9%降低到了0.2%;而掺杂方式添加的Al元素使非晶合金强度降低为1475MPa,并呈现零塑性。     

块体非晶合金Cu58 Zr30 Ti10 Sn2的形成与晶化行为研究

采用铜模吸铸法制备了直径为2～3mm的圆柱状Cu60-xZr30Ti10Snx（x=0、1、2）块体非晶合金。用X射线衍射（XRD）和差式扫描量热仪（DSC）研究了非晶合金的结构、热稳定性和晶化特征，非晶合金Cu60-xZr30Ti10Snx的特征温度Tg、Tx、△Tx=（Tx-Tg）均与Sn含量相关。块体非晶合金Cu58Zr30Ti10Sn2的Tg为703．9K、Tx为755．5K、△Tx约为51．6K。这些特征温度随DSC升温速率的增大，不断向高温区偏移，其中晶化行为的这种动力学效应比其玻璃转变的更为显著。由Kissinger法获得的块体非晶合金Cu58Zr30Ti10Sn2的玻璃转变激活能Eg为3．30eV、晶化激活能Ex为3．17eV、第一晶化峰激活能Ep1为2．82eV、第二晶化峰激活能Ep2为3．13eV。由Ozawa法获得的各激活能比Kissinger法的相应数值稍偏低，但趋势是一致的。