Ti-Zr-Be-Cu块体非晶合金添加不同含量Co后在HCl溶液中的腐蚀行为

添加合金元素可提高非晶合金的耐蚀性.对Ti-Zr-Be-Cu块体非晶合金添加Co,采用电化学极化曲线和浸泡腐蚀法研究所制备的Ti35Zr30Be27.5-xCu7.5Cox(x=3.5,7.5,11.5)块体非晶合金在不同温度1 mol/L HCl溶液中的腐蚀行为,探讨添加Co元素提高Ti-Zr-Be-Cu块体非晶合金耐蚀性的机理.结果表明:Ti35Zr30Be27.5-xCu7.5Cox块体非晶合金在298 K的1 mol/L HCl溶液中都具有很好的耐蚀性,阳极极化曲线表现出明显的钝化特征,随着Co元素含量的增大其耐蚀性能逐渐增强,非晶合金的自腐蚀电位高于不锈钢,自腐蚀电流密度比不锈钢小1个数量级;在313,333 K的1 mol/L HCl中浸泡腐蚀失重,随Co含量增大,非晶合金耐蚀性增强.     

锆基大块非晶在HCl溶液中的耐腐蚀性研究

利用CHI660B型电化学工作站研究了4种不同成分（Zr55Al10Ni5Cu30，Zr60Al15Ni25，Zr65Al10Ni10Cu15，Xr52．5Al0Ni10Cu15Be12．5）的锆基非晶态合金以及其中两种成分（Zr65Al10Ni10Cu15，Zr52．5Al10Ni10Cu15Be12．5）的晶态合金在2．5mol／L的HCl溶液中的腐蚀行为。通过Tafel曲线的测试结果表明，非晶合金的耐腐蚀性能与其成分有很大的关系，这4种非晶合金试样的耐腐蚀性由强到弱的顺序依次为Zr60Al15Ni25〉Zr65Al10Ni10CU15〉Zr52．5Al10Ni10Cu15Be12．5〉Zr55Al10Ni5Cu30。两种成分的非晶态合金与其对应成分的晶态试样相比，非晶态合金具有较低的腐蚀电流，显示出较好的耐腐蚀性。最后，根据电化学腐蚀原理，从合金的微观结构、化学成分以及腐蚀介质的性质3个方面探讨了影响合金耐腐蚀性的因素。     

晶化分数对钛基非晶复合材料热塑性成形能力的影响

目的 研究晶化分数对原位晶化钛基非晶复合材料热塑性成形能力的影响,优化Ti基非晶复合材料的制备和设计。方法 首先采用电弧熔炼和铜模铸造制备出成分为Ti45Zr20Be29Fe6和Ti45Zr20Be29Cu6的非晶合金,通过连续加热DSC及等温DSC研究其晶化动力学,然后根据得到的等温晶化规律制备不同晶化体积分数的非晶复合材料,并通过静态热机械分析(TMA)表征其热塑性成形能力。结果 Ti45Zr20Be29Fe6在406 ℃与411 ℃时,等温晶化过程为形核率随时间增大的形核长大过程;Ti45Zr20Be29Cu6在370,375,380,385 ℃时,等温晶化过程为形核率随时间减小的形核长大过程;XRD物相分析表明,等温处理后Ti45Zr20Be29Fe6和Ti45Zr20Be29Cu6的析出相分别为β-Ti和α-Ti2Zr;两种内生复合材料的热塑性成形能力均随晶化相体积分数的增大而降低,且Ti45Zr20Be29Fe6基体复合材料的热塑性成形能力比以Ti45Zr20Be29Cu6为基底的复合材料更好。结论 晶化分数增加会降低钛基非晶复合材料的热塑性成形性能,且其影响程度与复合材料的基体和晶体第二相的特性有关。     

Zr-Al-Ni-Cu大块非晶合金的电化学腐蚀行为研究

用电化学方法研究了 6种不同成分的大块非晶合金、与非晶成分相对应的两种晶态合金和纯Zr在 0 .1mol/LNa2 SO4 溶液中的腐蚀行为 ,结果表明 ,6种非晶样品中 ,有 4种具有高耐蚀性能 ,其中 ,成分为Zr65Al7.5Ni10 Cu17.5的样品具有最低的icorr值 1.38× 10 - 2 μA·cm- 2 。两种具有相同成分的非晶与晶态合金相比 ,晶态合金具有更低的icorr值。在 9种实验样品中纯Zr具有最低的icorr值 7.10× 10 - 3 μA·cm- 2 。     

Cu-Zr-Al-Ti块体非晶合金的制备及腐蚀行为研究

制备出新型Cu46 Zr46 Al4 Ti4块体非晶合金.利用X射线衍射仪和差示扫描量热仪对其非晶态进行表征,采用电化学方法和扫描电子显微镜研究了非晶合金在3.5％ NaCl溶液中的电化学行为.结果表明,Cu46Zr46-Al4 Ti4样品为完全非晶,玻璃转变温度Tg、晶化温度Tx和过冷液相区△Tx都有所降低,断裂强度提高了约11％.Cu46 Zr46 Al4 Ti4的腐蚀电流密度降低了1个数量级,电化学反应电阻R1大大增加.分析表明,Ti通过抑制阴极过程从而降低了非晶合金的腐蚀速度,其机理可能是Ti的加入降低了活性阴极的面积或增加了氧的离子化过电位.     

微量Al添加对铜基大块非晶合金性能的影响

为了进一步提高铜基大块非晶合金的玻璃形成能力及力学性能,采用添加微量Al元素的方法对块体非晶合金Cu52.5Ti30Zr11.5Ni6进行了成分优化.热分析与X射线衍射结果显示,随着微量Al的添加,液相线温度从非晶合金Cu52.5Ti30Zr11.5Ni6的1150 K逐步降低到Cu50.5Ti30Zr11.5Ni6Al2的1134 K,临界直径相应的从5 mm提高到6 mm.大块非晶Cu50.5Ti30Zr11.5Ni6Al2的压缩断裂强度达到2286 MPa,比经典的铜基非晶合金Cu47Ti34Zr11Ni8提高约100 MPa,表明微量Al的添加在有效提高玻璃形成能力的同时,强度也略有提高.     

铁基块体非晶合金在NaOH溶液中的腐蚀行为

利用电化学极化曲线和电化学阻抗(EIS)测试方法研究了Fe41Co7Cr15Mo14C15B6Y2块体非晶合金在0.5,1,2以及4mol/LNaOH溶液中的腐蚀行为。极化曲线测试结果表明,Fe41Co7Cr15Mo14C15B6Y2块体非晶合金在各种浓度的NaOH溶液中都具有很好的耐蚀性,阳极极化曲线表现出明显的钝化特征。随着NaOH溶液浓度的增大,其耐蚀性能逐渐下降。EIS结果显示,在开路电位下,Fe41Co7Cr15Mo14C15B6Y2非晶合金在不同浓度下的NaOH溶液中的Nyquist图均由单一的容抗弧构成。随着NaOH溶液浓度的增大,容抗弧的幅值越来越小,说明非晶合金的耐蚀性能逐渐减弱。这一结果与极化曲线结果一致。     

大块非晶合金的性能、制备及应用

综述了大块非晶合金的性能、制备方法及应用，对比了吸铸法制备的棒状Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5,Zr57Cu20Al10Ni8Ti5,Zr52.5Ti5Cu17.9Ni14.6Al10(原子分数)大块非晶样品的过冷温度区间宽度(△Tx)，给出了3种大块非晶合金系列的热稳定性参数Tg、Tx及△Tx，提出了大块非晶合金领域存在的问题及发展方向．     

压力及制备条件对大块非晶合金结构的影响

大块非晶合金又称大块金属玻璃,是一种具有特殊结构与性能的新型金属材料.本文利用同步辐射XRD技术研究了常压和11.6GPa压力下Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5大块非晶合金结构以及0～50GPa压力范围内Fe60Co10Zr8Mo5Nb2B15大块非晶形成合金结构特征的演变.另外,利用同步辐射XRD研究了冲击波处理和水淬条件下制备的Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5大块非晶合金微观原子构型的差异.研究表明,压力与制备条件对大块非晶合金的结构均有一定影响,本研究对深入了解大块非晶合金结构本质及进一步开发该类材料具有重要理论和现实意义.     

Zr2TiCuNiBe高熵非晶合金的电化学腐蚀行为

目的 设计一种具有高玻璃形成能力的高熵非晶合金,并探讨其电化学腐蚀行为。方法 通过合金的原子尺寸差、混合熵、混合焓等经验参数规律,设计ZrxTiNiCuBe(x=1.5、2、2.5、3、3.5)合金,并采用铜模吸铸法制备直径为6 mm的样品。利用X射线衍射技术表征材料的结构,通过电化学工作站分析Zr2TiNiCuBe高熵非晶合金在1 mol/L H2SO4、1 mol/L NaOH和3.5%(质量分数)NaCl这3种溶液中的电化学腐蚀行为,并研究溶液温度、晶化处理对合金在NaCl溶液中电化学腐蚀行为的影响。结果 设计的Zr–Ti–Ni–Cu–Be合金均为单一的非晶结构,具有较强的玻璃形成能力。Zr2TiNiCuBe高熵非晶合金在H2SO4、NaOH溶液中具有钝化行为,主要发生均匀腐蚀,在H2SO4溶液中的自腐蚀电流密度和维钝电流密度分别为6.42×10^–8、3.49×10^–6 A/cm²,在NaOH溶液中的自腐蚀电流密度和维钝电流密度分别为1.59× 10^–7、5.66×10^–6 A/cm²。在NaCl溶液中主要发生点蚀现象,自腐蚀电流密度和点蚀电位分别为7.26×10^–8 A/cm²和−0.103 V,具有较强的点蚀钝化能力。结论 Zr2TiCuNiBe高熵非晶合金在H2SO4、NaOH和NaCl溶液中均呈现出比304L不锈钢更优异的电化学腐蚀性能。     

含Be多元合金非晶形成能力的替代效应研究

利用晶胞平移和分子动力学模拟建立了Zr4lTil3.8Be22.5Ni17.5Cu5．2晶态和非晶合金的原子结构模型，利用递归方法研究了Zr4lTi13.8Be22．5Ni17．5Cu5．2晶态及非晶态合金中元素的替代效应．Be与B、Al、Si状态密度形状相似表明Be与B、Al、Si具有相似的性质，可以用Al、B、Si代替Be；非晶态相对于晶态的结构能差表明，用Al、B、Si代替Be后均使合金的非晶形成能力下降，只是Al、B下降的幅度较小；用Al、B替代Be，再用其它过渡金属替代Cu、Ni或zr、Ti可使非晶形成能力达到含Be合金的水平．     

大块玻璃合金射流成形方法的研究

用射流成形方法制备出直径从Φ５ｍｍ到Φ１０ｍｍ的Ｚｒ基大块玻璃离态合金，研究了样品尺寸大小以及保护气氛中含氧量对形成玻璃态合金的影响，结果表明，样品尺寸越上，则合金达到的冷却速率越大，形成的玻璃态合金中析出结晶相越少，消除氧非均匀核的影响，可以减少消除大块玻璃态合金基体中的结晶析出，有利于获得更大尺寸的大块玻璃合金。     

ZrTiCuNiBe块体非晶合金的热电阻特性及电子结构

为了揭示ZrTiCuNiBe块体非晶合金的物理性能,利用电弧炉熔炼及铜模快速铸造的方法,制备Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5块状非晶合金.通过测量热电阻系数和电子能谱,研究了块体非晶合金的热电阻特性和电子结构.研究表明:电阻率随着温度升高而降低,紧临晶化前未出现电阻率极大现象;块体非晶态合金与晶态纯金属相比,锆的电子结合能不发生变化,其余元素电子结构明显改变.     

Ti基金属玻璃复合材料的腐蚀行为

采用水冷铜坩埚悬浮熔炼-铜模吸铸法制备了直径为3mm的(Ti0.5Ni0.5)80Cu20金属玻璃复合材料试样,对合金的组织结构进行表征,用电化学工作站三电极体系测试了不同腐蚀介质中的动电位极化曲线,并分析表征电化学腐蚀后的形貌和腐蚀产物。结果表明:合金组织由非晶基体+形状记忆晶体相组成,在铸造过程的温度梯度下呈现梯度组织,边缘为快冷形成的无序密堆非晶结构,心部主要析出相为过冷奥氏体相。在人工海水和模拟人体的PBS溶液中,合金均表现出良好的耐蚀性。与晶态TC4合金相比,自腐蚀电位高,腐蚀的热力学倾向小;自腐蚀电流密度低,极化电阻高,腐蚀的动力学速率低。合金在PBS溶液中由于介质中活性阴离子浓度低,比在人工海水中表现出更优异的抗蚀性。在腐蚀形貌中未发现点蚀坑,边缘区的氧化膜较心部区域更为致密均匀。     

Microstructure of Cu-based Amorphous Composite Coatings on AZ91D Magnesium Alloy by Laser Cladding

To improve the sliding wear resistance of AZ91D magnesium alloy,Cu-based amorphous composite coatings made of Cu47Ti34Zr11Ni8 and Cu47Ti34Zr11Ni8+20 wt pct SiC powders were fabricated on AZ91D magnesium alloy by laser cladding,respectively.SEM(scanning electron microscopy),EDS(energy dispersive X-ray spectroscopy),XRD(X-ray diffraction) and TEM(transmission electron microscopy) techniques were employed to study the phases of the coatings.The results show that the coatings mainly consist of amorphous phase a...     

Zr-Al-Ni-Cu块体非晶合金的制备及其耐蚀性能

块体非晶合金的耐蚀性能与合金元素本身的特性及合金成分密切相关.采用铜模吸铸法制备了Zr_(55)Al_(10)Ni_5Cu_(30)块体非晶合金,用X射线衍射(XRD)、差示扫描量热分析法(DSC)和差热分析法(DTA)考察了合金的非晶特性和热力学属性,通过电化学极化试验和盐雾腐蚀试验测试了合金的耐蚀性.结果表明,制备的Zr_(55)Al_(10)Ni_5Cu_(30)合金为完全的非晶相,且具有较大玻璃形成能力和热稳定性;腐蚀电流密度仅为12.6 nA/cm~2,经144 h盐雾试验无质量变化,表明合金具有优异的耐腐蚀性能.     

具有大过冷液相温度区间的Cu基大块非晶合金的制备和机械性能

利用铜模铸造方法制备了具有大过冷液相温度区间的Cu-Zr-Ti-Ni系高强度Cu基大块非晶合金,对于Cu55Zr55Ti15Ni5合金,最大直径达5mm.过冷液相区温度范围ΔTx达45.48～70.98 K.Cu基玻璃合金棒表现出非常高的机械性能和明显的塑性,对于Cu50Zr25Ti15Ni10、Cu55Zr25Ti15Ni5和Cu54Zr22Ti18Ni6合金,压缩断裂强度分别达2155MPa、2026MPa和1904MPa,维氏硬度分别达674、678和685.加入Co元素扩大了CuZr-Ti-Ni系合金的ΔTx,Cu50Zr22Ti18Ni6Co4合金的ΔTx高达74.5K.     

W丝增强块状非晶基复合材料单轴压缩形变的研究

利用扫描电子显微镜和透射电子显微镜，研究了室温单轴压缩下W丝增强块状非晶基复合材料的形变特征，结果表明：非晶基体内产生了大量的剪切带，剪切带分布特征与W丝密切相关；非晶基体的微观结构发生了改变，局域内自由体积显著增加。     

Evaluation of glass forming ability in binary and ternary metallic alloy systems – an application of thermodynamic phase diagram calculations

Abstract

The glass forming ability (GFA) of a wide range of binary and ternary alloy systems (Au–Si, Pd–Si, Ti–Be, Zr–Be, Hf–Be, Cu–Ti, Co–Zr, Ni–Zr, Cu–Zr, Ni–P, Pd–P, Ni–Pd–P, Cu–Pd–P, Co–Ti–Zr, Zr–Be–Hf, Ti–Be–Hf, Ti–Be–Zr) was calculated using a combined thermodynamic and kinetic approach. There is good agreement between the predicted glass forming ranges and those experimentally observed. By using this combined approach it has also proved possible to estimate critical cooling rates for phases not observed in the equilibrium phase diagram. A significant advantage of the approach is that, for multicomponent alloys, the melting temperatures and thermodynamic input parameters for the kinetic equations are derived using the constituent binary thermodynamic phase diagram calculations and, therefore, it has the potential to predict GFA in multicomponent systems using information from mainly binary systems.

MST/788