放电等离子烧结制备块体非晶合金研究进展

非晶合金又称“金属玻璃”,是由于超快速冷却凝固导致无法有序排列结晶，从而得到的一种长程无序结构。这种非晶合金与存在晶界和位错的普通合金相比，具有更加优异的力学及物化性能。由于粉末状或条状非晶合金在尺寸和性能等方面的限制，因而大尺寸、优异力学性能及软磁性能卓越的块体非晶合金的制备受到了大量关注与探究。放电等离子烧结技术以温度低、效率高、时间短及冷却速率快等优点,被认为是一种具有广阔发展前景的制备方法。对Fe基、Zr基、Al基及Ti基本身的特点，以及通过放电等离子烧结技术制备不同体系块体非晶合金的物理及化学性能的研究进行了较为全面的综述。概述了放电等离子烧结技术的原理及在制备块体非晶合金方面的优势;分析了放电等离子烧结技术和制备的块体非晶合金材料存在的问题，以及采用该技术制备块体非晶合金的发展前景。重点介绍了在采用该制备不同体系的块体非晶合金时，如何通过改变放电等离子烧结参数，或通过再加工、本身粉末添加元素等方法获得大尺寸、优异性能的块体非晶合金。     

非晶合金的相变韧塑化

块体非晶合金因其独特的原子结构而具有许多优异的力学性能,成为近年来材料领域的研究热点之一,但是由于其在变形过程中的室温脆性和应变软化等关键问题,一直制约其大规模工程应用。为解决此问题,块体非晶合金领域的研究者们提出了多种方案,其中利用"相变诱导塑性"概念制备块体非晶合金复合材料来韧塑化非晶合金成为卓有成效的方案之一,通过此方法成功地制备出同时具有拉伸塑性和加工硬化能力的非晶合金复合材料。然而,该类块体非晶合金复合材料要求的形成条件更严格,同时具有更复杂的多相协调变形过程和更独特的性能优化方案。从该类块体非晶合金复合材料的形成、性能特点、韧塑化机理及性能优化等方面进行综述,并对其未来发展进行了简要展望。     

软磁性Co基块体非晶合金的研究进展

Co基非晶合金不仅具有高热稳定、高强度、硬度,还显示出优异的软磁特性如低矫顽力、高磁导率、低铁损、低磁致伸缩系数等,尤其是高频下的导磁率、铁损性能极佳,有着重要的工业应用价值.但相对于软磁性Fe基非晶合金,Co基的合金体系较少、玻璃形成能力(GFA)和饱磁感应强度较低而影响了它们的广泛应用.近年,材料工作者研发出了一系列Co基块体非晶合金体系,并对它们的非晶形成机理、GFA、过冷液态稳定性、结晶化行为、磁性及力学性能等进行了广泛、深入的研究.本文对软磁性Co基块体非晶合金的研究进展进行了简述,并展望了其今后的发展方向.     

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.     

块体非晶合金Gd_（36）La_（20）Al_（24）Co_（20）晶化行为的研究

为深入理解非晶合金的晶化行为,有效控制合金的微观结构和性能,本文利用铜模铸造法制备了Gd36La20Al24Co20块体非晶合金,通过X射线衍射和差示扫描量热法对该非晶合金的热稳定性和晶化行为进行了研究.结果表明：Gd36La20Al24Co20块体非晶合金的晶化激活能为282.5 kJ/mol;与轻稀土基非晶合金相比...     

铝基非晶合金的研究进展

Al基非晶合金及纳米Al基非晶合金材料发展十分迅速,具有广阔的应用前景。综述了Al基非晶合金的制备、形成机制、玻璃形成能力、过热熔体脆性和块体Al基非晶合金及纳米Al基非晶复合材料的制备与性能等热点问题。     

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.     

铝基非晶合金的制备、性能与应用研究进展

铝基非晶合金因其独特的物理和化学性能在诸多领域具有广泛的应用前景,综述了铝基非晶合金的成分体系、制备方法、性能特点及应用研究进展。首先,介绍了铝基非晶合金的发展历史和成分体系,目前铝基非晶主要分为3大体系:二元、三元和多元体系,以及综合性能和形成能力2大方面,多元体系表现更佳,并逐渐向更多元化发展;其次,系统介绍了铝基非晶合金的制备方法,包括粉末状、薄带状、块体样品的制备,相较于非晶薄带的制备,块体和粉状的制备方法较为丰富,而粉状非晶通常作为铝基非晶涂层的预制材料;随后,详细介绍了铝基非晶合金的性能特点、应用现状及发展趋势,从性能上来看,铝基非晶在强度和硬度以及耐腐蚀性能上表现良好,目前主要以涂层的形式参与应用,除此之外,研究者们也开始对磁性和热塑性展开研究,由于玻璃形成能力的限制,作为结构材料的应用较少;最后,对其未来应用前景进行了展望,认为涂层是目前铝基非晶合金最具应用前景的工程化方式。     

纳米复合Al-Ni-Y系铝合金的制备技术

部分晶化非晶铝合金因其优异力学性能备受关注,对块体非晶铝合金制备技术的研究意义重大.本工作通过紧耦合惰性气体雾化技术制备了Al82Ni10Y8非晶及纳米晶粉末,随后利用超高压固结成形技术对雾化粉末进行致密化.制备所得的块体材料获得了非晶及纳米晶的复合结构.利用差示扫描量热分析,X射线衍射,扫描电镜和透射电镜等测试手段对合金的热稳定性,物相组成,微观组织和形貌进行了分析,并探讨了合金的可能致密化机理.     

高熵非晶合金设计、制备及性能的研究进展

高熵非晶合金是一种新兴的合金材料,兼具高熵合金成分特征与非晶合金结构特征,因具有优异的机械物理性能与巨大的应用潜力而受到了广泛的关注.目前高熵非晶合金的研究处于起步阶段,本文介绍了高熵非晶合金成分设计的基本依据,着重分析了高熵非晶合金的关键物理参量(混合熵△Smix、混合焓△Hmix、原子错配度δ)等对高熵非晶材料组织结构的影响.当前已开发的高熵非晶合金材料体系有限,制备方法继承了非晶合金与高熵合金的制备特征,其制备手段大致可以分为:液相法、气相法以及固相法.由于其优异的热力学性能,高熵非晶合金有望通过热喷涂手段突破尺寸限制,实现大规模应用.高熵非晶合金性能的研究主要集中在力学性能、耐腐蚀性能、磁性能、非晶形成能力与热稳定性等方面.其中高熵效应对非晶形成能力的影响、高熵非晶合金的结构与热力学特性及高熵非晶合金的异常热稳定性等科学问题亟待解决.本文还展望了基于材料基因工程理念的高熵非晶合金材料体系研究及该类材料的应用前景.     

大块非晶合金制备新技术--非晶粉末固结成形法

大块非晶材料是一种高性能的结构材料，并具有优异的软磁性能，综述了大块非晶材料的发展过程及应用现状，对快速凝固粉末冶金技术（RS/RM）在大块非晶材料制备方面的重要作用进行了评述。     

大块非晶研究的现状和动态

总结和介绍了大块非晶合金的成分、非晶形成能力、性能特点等最新研究成果及动态，并通过介绍高性能大块非晶合金高尔夫球杆展望了大块非晶合金广阔的实际应用前景。     

高强度Cu基块状非晶合金的最新研究进展

Cu基块状非晶合金是一种新型高性能材料,从合金体系、力学性能、合金过冷液体区域的性能及非晶形成能力几方面对Cu基块状非晶合金的最新研究进展进行了综述,并展望了新型Cu基块状非晶合金的工程应用前景.     

高强度Zr基大块非晶合金的研究进展

Zr基大块非晶合金具有极大的非晶形成能力,能在较低的冷却速率(＜103K/s)下用铜模铸造法制备.Zr基大块非晶合金的强度高达1.8GPa,具有高耐腐蚀性和优异的加工成形性能,在实际工程中有着广阔的应用前景.综述了Zr基大块非晶合金的制备方法、性能特点及主要应用,介绍了国内外在该领域的主要研究进展和研究动态.     

Fe基大块非晶合金塑性的研究进展

Fe基大块非晶合金因其优良的性能和成本优势已引起研究者的广泛关注,但脆性极大的缺陷阻碍其走向工程应用。综述了Fe基大块非晶合金塑性研究领域的最新进展,分析了其脆性产生的机理。介绍了目前常用的对Fe基大块非晶合金进行塑性增韧的方法,即成分设计法(微合金化)和添加第二相增韧法,提出了当前研究的重点。     

非晶钢研究进展

为了系统地介绍和了解非晶钢这一新型的铁基大块非晶合金,结合国外最新的有关非晶钢的报道,综述了非晶钢的发展历史、非晶成分设计、内在机制和应用前景等.通过实验优化合金成分使得非晶钢尺寸取得了突破,达到厘米级,减少使用贵金属降低成本,同时机械强度、硬度、抗腐蚀能力等性能远远优于同类晶态钢材.非晶钢的性能经过进一步的改善,将是极具发展潜力的结构材料和特殊功能材料.     

The new trends in fabrication of bulk nanostructured materials by SPD processing

During the past decade, fabrication of bulk nanostructured metals and alloys using severe plastic deformation (SPD) has been evolving as a rapidly advancing direction of nanomaterials science and technology aimed at developing materials with new mechanical and functional properties for advanced applications. The principle of these developments is based on grain refinement down to the nanoscale level via various SPD techniques. This paper is focused on investigation and development of new SPD processing routes enabling fabrication of fully dense bulk nanostructured metals and alloys with a grain size of 40–50 nm and smaller, namely, SPD-consolidation of powders, including nanostructured ones, as well as SPD-induced nanocrystallization of amorphous alloys. We also consider microstructural features of SPD-processed materials that are responsible for enhancement of their properties.