Al_(86)Ni_5Y_7Er_2非晶合金的晶化动力学研究

采用单辊旋淬法制备了Al86Ni5Y7Er2非晶合金,通过差示扫描量热(DSC)技术研究非晶合金晶化动力学性能,计算得到合金平均晶化激活能,得到平均晶化起始激活能Ex是146.4kJ·mol-1、第一晶化峰值平均激活能Ep1是183.8kJ·mol-1、第二晶化峰值平均激活能Ep2是247.7kJ·mol-1、第三晶化峰值平均激活能激活能Ep3是228.2kJ·mol-1。结果表明Al86Ni5Y7Er2非晶合金具有较好的热稳定性。     

(Ni0.75Fe0.25)70Zr8Si10B12非晶合金非等温晶化行为研究

采用旋铸急冷工艺在真空条件下制备出(Ni0.75Fe0.25)70Zr8Si10B12合金条带.经X射线衍射(XRD)分析表明样品为完全非晶.用Diamond TG/DTA差热分析仪在高纯氩气保护下测量了非晶薄带的热稳定性参数玻璃转变温度Tg、晶化起始温度Txi、晶化峰值温度Tpi.选用不同的升温速率,即10,20,30,40 K·min-1研究其晶化行为.结果表明,随升温速度的增大,特征温度Tg,Txi,Tpi均向高温区移动,其玻璃转变与晶化行为都与加热速率有关,均具有动力学效应.应用Kissinger法与Ozawa法研究了(Ni0.75Fe0.25)70Zr8Si10B12非晶合金的非等温晶化动力学行为.计算了不同特征温度下的激活能E、频率因子,用Kissinger法和Ozawa法计算的激活能结果是一致的.     

锆基大块非晶合金的非等温晶化动力学效应

采用非等温差示扫描量热法(DSC)研究了锆基非晶合金Zr60Al15Ni25、Zr65Al10Ni10Cu15的晶化动力学.结果显示,随着升温速率的加快,这两种非晶合金的特征温度Tg、Tx、Tp均向高温区移动,且过冷液相区逐渐加宽,表明非晶合金的玻璃化转变和晶化均具有动力学效应.分别采用Kissinger法和Ozawa法计算各非晶合金的激活能,两种方法的计算结果相近.从激活能数据得出,两种锆基非晶合金的热稳定性均较强;与非晶合金Zr60Al15Ni25相比,Zr65Al10Ni10Cu15虽较难形成玻璃化转变和开始晶化,但其晶化一旦开始则随后的过程反而更容易进行.     

Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5块状非晶合金的相变动力学

用差式扫描热分析和X射线衍射方法，研究了Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5块状非晶合金的相变动力学。结果表明：在温度低于500℃的范围内，Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5块状非晶合金中的晶化相可大体分为α相和β相（主要为Ti2Ni和Zr2Cu等）。在晶化初期α相的激活能较小，为159kJ/mol,它随着晶化分数X的增加而提高，在X为90％时达到最大值220kJ/mol；β相的晶化激活能在X为5％－60％的范围内变化不大，然后随晶化分数X的增加而提高，X为65％时达到最大值257．35kJ/mol。     

机械合金化制备Zr50Cu40Ai10非晶合金粉末及其晶化研究

以金属Zr、Cu和Al为原料,通过真空熔炼和气体雾化制备Zr-Cu-Al合金粉末,再经高能球磨得到Zr50Cu40Al10非晶合金粉末。采用氮/氧分析仪、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和热分析仪(DSC)对其非晶形成能力及晶化行为进行研究。结果表明,球磨120h后可获得Zr50Cu40Al10非晶合金粉末,且随球磨时间增加,粉末的颗粒尺寸逐渐减小,90h后达到亚微米级。球磨过程中由于铁的增加,使合金的结构"混乱度"增加、负混合热增大,因而热稳定性增强,其过冷区间ΔTx为62K,约为雾化法制备的非晶合金粉末的2倍。此外,采用非等温晶化方法,用KISSINGER方程计算出机械合金化Zr50Cu40Al10非晶合金的玻璃转变和初始晶化的表观激活能分别为152.6kJ/mol和172.4kJ/mol,远小于相应的气体雾化法制备的Zr50Cu40Al10非晶合金粉末表观激活能,其原因是粉末中氧含量和体系自由能较高。     

Zr55Al10Ni5CU30大块非晶合金的研究进展

概述了Zr55Al10Ni5Cu30非晶合金的制备方法及各种方法的特点，并在此基础上介绍了Zr55Al10Ni5Cu30的组织与性能及其晶化过程。     

Co68.5Fe4Si10B17.5非晶合金晶化动力学行为研究

采用示差热分析(DSC)研究了旋铸急冷法在大气环境中制备出的Co68.5Fe4Si10B17.5非晶合金的非等温晶化的动力学行为。研究发现:在连续加热条件下,随升温速率的加快,合金的特征温度Tg,Tx,Tp均向高温区移动。当分别采用晶化开始温度和峰值温度时,所得非晶合金的激活能并不是稳定值。用Doyle-Ozawa方法计算出的激活能值比Kissinger法计算出的激活能值要大。非晶态Co68.5Fe4Si10B17.5合金的晶化百分比与退火温度和退火时间的关系曲线均呈S型。随加热速度的增加,非晶合金的晶化百分比与温度的关系曲线向高温处移动。     

块体Pd77.5Cu6Si16.5非晶合金的晶化动力学研究

应用变温条件下的JMA方程和Kissinger方程研究长体Pd77.5Cu6Si16.5非晶合金的晶化动力学行为。计算了其玻璃转变温度Tg，晶化起始温度Tx，晶化峰值温度Tpl的激活能E，频率因子和Avrami指数等晶化动力学参数。并将这些参数与非晶条带的相应参数做对比，发现一些描述晶化过程的参量发生了变化。实验结果表明，块体非晶合金的原子活动性小于传统非晶条带，而具有更宽的过冷液相区。     

脉冲放电制备链枝状非晶态Ni-P合金粉体的晶化行为

在镍盐溶液中利用脉冲放电技术制备出Ni-P合金粉体,并用场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)及差热分析(DTA)等手段研究非晶粉体的晶化行为和组织结构特征.结果表明:Ni-P合金粉体形貌为链枝状,径向可达500nm左右,长度可达数微米.制备的合金粉体为非晶态结构,在280℃以下热处理时没有改变非晶态结构:在300℃开始晶化,析出亚稳相Ni5P2和Ni12P5;在320℃开始析出稳定相Ni和Ni3P;温度升高到400℃时,亚稳相消失.采用Kissinger公式计算出该合金粉体的晶化激活能为291.76kJ.mol-1.     

Co77.5Si13.5B9非晶合金的制备与非等温晶化动力学效应

采用旋铸急冷工艺在大气环境中制备出了Co77.5Si13.5B9非晶合金带材。X射线衍射（XRD）和透射电镜（TEM）分析表明样品为完全非晶。用差热分析仪测量了非晶薄带的热稳定性参数Tg,Txi,Tpi,加热速度分别为5,10,15,35,55,75,95 K.min^-1。分析了合金的非等温晶化动力学行为,计算了两个析晶峰的晶化表观激活能。研究发现：不同升温速率的DTA曲线表明非晶合金的晶化过程为两步晶化,在连续加热条件下,随升温速率的加快,Co77.5Si13.5B9非晶合金的特征温度Tg,Txi,Tpi均向高温区移动,说明其玻璃转变和晶化行为均有动力学效应。当分别采用晶化开始温度和两个峰值温度时,所得非晶合金的激活能并不是一稳定值。Ozawa方法计算出的激活能值与Kissinger法计算出的结果是一致的。非晶态Co77.5Si13.5B9合金的晶化百分比与退火温度和退火时间的关系曲线均呈S型曲线,随加热速度的增加,非晶合金的晶化百分比与温度的关系曲线向高温处移动,晶化百分比与时间的关系曲线则向时间缩短的方向移动。     

Nb含量对Zr55Cu30Ni5Al10块体金属玻璃热稳定性和力学性能的影响

在水冷铜坩埚中采用铜模吸铸法制备出直径Ф3 mm的(Zr0.55Al0.10Ni0.05Cu0.30)100-xNbx(x=0,2,4,6,8,10)合金试样,利用X射线衍射(XRD)、差热分析(DSC)、扫描电镜(SEM)以及准静态压缩试验方法研究了Nb含量对Zr55Cu30Ni5Al10块体金属玻璃的非晶形成能力、热稳定性、力学性能和组织的影响。研究结果表明,添加适量的Nb元素能提高Zr55Cu30Ni5Al10合金的热稳定性和非晶形成能力。当Nb含量为x=8时,合金具有最宽的过冷液相区(ΔTx=86 K)和最大的非晶形成能力(参数γ=Tx/(Tg+Tl)=0.416)。对于Zr55Cu30Ni5Al10合金,优化Nb元素掺杂量可以获得最佳的非晶形成能力和热稳定性。Nb的适量添加也有利于提高Zr55Cu30Ni5Al10块体金属玻璃的压缩断裂强度和塑性变形能力,其中x=8时,合金的压缩断裂强度和塑性应变量分别达到1877MPa和1.92%,并具有加工硬化现象。     

铌对纳米晶Nd2Fe14B合金组织结构与磁性能的影响

采用熔体快淬及晶化退火工艺制备了单相Nd2Fe14B纳米晶合金。研究了添加Nb对Nd12.3Fe81.7-xNbxB6.0(x=0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0)系列合金的微观组织、磁性能和晶化行为的影响规律。结果表明:添加Nb可提高晶化温度并稳定非晶相;在退火晶化过程中,加入Nb后形成的析出相可以抑制晶粒长大,使晶粒细化且分布均匀,进而提高了材料的综合磁性能。通过对系列合金磁性能分析可知:Nd12.3Fe81.2Nb0.5B6.0合金在600℃退火处理10min后的磁性能最佳,磁能积(BH)m=141.13kJ.m-3,矫顽力Hci=867.95kA.m-1,剩磁Jr=1.02T。     

机械合金化制备Zr_(50)Cu_(40)Al_(10)非晶合金粉末及其晶化研究

以金属Zr、Cu和Al为原料,通过真空熔炼和气体雾化制备Zr-Cu-Al合金粉末,再经高能球磨得到Zr50Cu40Al10非晶合金粉末。采用氮/氧分析仪、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和热分析仪(DSC)对其非晶形成能力及晶化行为进行研究。结果表明,球磨120h后可获得Zr50Cu40Al10非晶合金粉末,且随球磨时间增加,粉末的颗粒尺寸逐渐减小,90h后达到亚微米级。球磨过程中由于铁的增加,使合金的结构"混乱度"增加、负混合热增大,因而热稳定性增强,其过冷区间ΔTx为62K,约为雾化法制备的非晶合金粉末的2倍。此外,采用非等温晶化方法,用KISSINGER方程计算出机械合金化Zr50Cu40Al10非晶合金的玻璃转变和初始晶化的表观激活能分别为152.6kJ/mol和172.4kJ/mol,远小于相应的气体雾化法制备的Zr50Cu40Al10非晶合金粉末表观激活能,其原因是粉末中氧含量和体系自由能较高。     

Y基非晶合金的形成及晶化动力学

利用单辊急冷法制备Y56-xZrxA124Co20(x=0,5,10)非晶合金,研究Zr含量对该非晶合金的形成能力及热稳定性的影响.研究结果表明,添加元素Zr可以提高Y56A124Co20合金的非晶形成能力和热稳定性,而且随着Zr含量增加,合金的非晶形成能力提高.通过示差扫描量热法(DSC)研究了Y56A124Co20和Y46Zr10A124Co20的晶化动力学,前者的玻璃转变激活能和晶化激活能分别为366.5 KJ/mol和259.7 KJ/mol,后者的玻璃转变激活能和晶化激活能分别为415.6 KJ/mol和319.5KJ/mol,从理论上说明添加元素Zr可以改善Y56A124Co20合金的非晶形成能力和热稳定性.     

铜模吸铸与高能球磨制备Zr46Cu46Al8非晶合金的组织结构及晶化动力学研究

采用铜模吸铸法制备出直径3 mm的Zr₄₆Cu₄₆Al₈块体非晶合金, 利用高能球磨法获得了不同粒径的合金粉体, 通过X射线衍射仪、示差扫描量热仪、扫描电镜等测试手段及热力学计算方法, 研究了制备方法对非晶合金组织结构及晶化动力学的影响。结果表明, 块体合金和粉体合金均可获得完全非晶结构; 块体非晶合金玻璃转变和晶化过程具有明显的动力学效应; 单因素变量法制备非晶粉体的最佳参数为: 转速300 r·min-1, 球料比30:1, 球磨时间15 h; 相同条件下, 除过冷液相区外, 块体非晶合金热力学参数普遍高于非晶粉体, 且晶化放热更剧烈; 随着加热速率增大, 二者热力学参数均向高温区移动, 过冷液相区的宽度也逐渐增加; 块体非晶合金和非晶粉体的特征温度表观激活能数值相近, 块体非晶态合金的表观激活能较非晶粉体高, 热稳定性更优。     

微量元素Y、Ag对Cu基非晶合金玻璃形成能力的影响

采用单辊旋淬法制备了Cu50Zr42Al8,Cu46 Zr47-xAl7Yx(x=2,5),Cu43Zr42AlsAg7和Cu43Zr42Al8Ag5 Y2非晶合金薄带,利用X射线衍射和差示扫描量热分析研究了合金样品的玻璃形成能力和热稳定性.结果表明,在Cu50Zr42Al8中添加适量的Ag、Y后使得非晶合金的短程有序结构发生改变.合金Cu46Zr47-xAl7Yx(x=2,5)的过冷液相区宽度ΔTx分别比Cu50 Zr42 Al8增加了19K、30K,约化玻璃转变温度Trg从0.565分别增加到0.579和0.566,参数γ从0.402分别增加到0.418和0.420,说明Y的添加提高了非晶合金的热稳定性和玻璃形成能力.合金Cu43Zr42 Al8Ag7和Cu43Zr42Al8Ag5Y2与Cu50Zr42Al8相比,约化玻璃转变温度Trg及参数γ均有了明显的提高,达到了0.619、0.416和0.609、0.411,表明Ag的添加、Ag和Y的同时添加均提高了Cu - Zr -Al系非晶合金的玻璃形成能力,但Ag的效果更加显著.     

预退火时间对Sm2Fe17ZrNb0.4Cu0.2B0.2非晶合金晶化的影响

运用高真空电弧熔炼及单辊旋淬一体炉设备，以40 m/s的速度快淬制备出Sm₂Fe₁₇ZrNb_0.4Cu_0.2B_0.2非晶合金薄带。为实现非晶合金薄带在较低的晶化温度下爆发性形核，在细化晶粒的同时改善微观组织均匀性，需提高晶化前原子有序度，因此对薄带在500℃下进行不同时间的预退火处理，研究不同预退火时间下非晶合金晶化演变过程。X射线衍射仪(XRD)和高分辨率透射电镜(HRTEM)分析结果表明：长时间的预退火处理对α-Fe相的析出影响较大；预退火温度为500℃时，预退火时间应不超过90 min;预退火时间过长导致晶相提前析出，晶化组织不均匀。     

水雾化制备Fe-Si-B-C非晶软磁粉末及其晶化过程的研究

采用水雾化方法制备了Fe-Si-B-C四元非晶合金粉末。研究了粉末的粒度分布、相结构、微观形貌、热稳定性以及基本软磁性能,并通过Kissinger峰移法计算了其晶化时所需的激活能。结果表明,通过水雾化方法制备的Fe-Si-B-C四元软磁粉末的粒度分布合理;粒径小于38μm的粉末为完全非晶结构,且粉末表面光滑,内部成分均匀;非晶粉末的初始结晶温度为542.15℃,且升温过程中存在2个晶化放热峰;2个晶化反应对应的晶化激活能分别为463.92 k J/mol和910.21 k J/mol;粉末的饱和磁感应强度和矫顽力分别为1.08 T和111.4 A/m。     

Fe81Zr5Nb4B10非晶合金的晶化过程及其磁性研究

采用单辊快淬法制备Fe81Zr5Nb4B10非晶合金带,并在不同温度下对其进行退火处理,利用XRD和振动样品磁强计(VSM)测试了合金自由面和贴辊面的结构及磁性能。结果表明:随着退火温度的增加,淬态合金由完全的非晶态结构转变为非晶与纳米晶的混合结构,晶粒尺寸、晶化体积分数增大,晶粒间的非晶层厚度减小。和自由面相比,贴辊面的晶粒尺寸较大,晶化体积分数较小,晶粒间的非晶层厚度较大。合金的矫顽力和比饱和磁化强度σs随着退火温度的升高逐渐增大。     

非晶合金Cu77Ni8Sn8P7的玻璃转变和晶化激活能

通过对非晶合金Cu_(17)Ni_8Sn_8P_7的初淬和退火态进行DSC分析(差动扫描量热分析),得到多种加热速度下的玻璃化温度及晶化温度,用Henderson提出的变温动力学方法计算了非晶合金在晶化开始温度和蜂值温度下的转变激活能,并确定了非晶合金玻璃转变激活能的方法。最后讨论了转变激活能和温度的关系,并估算了晶化过程中成核和生长的激活能。