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.     

添加Y制备铜锆基大块非晶合金（英文）

采用工业级的低纯Zr,通过稀土Y的微合金化作用,制备Cu46Zr46Al8非晶合金。结果表明:Y能有效提升Cu46Zr46Al8合金的玻璃形成能力,主要原因是Y能吸附液态合金中溶解的氧,起到晶化合金的作用。当Y的添加量为2at%,3at%时,效果最为明显。经过Y微合金化后的非晶合金的抗压缩断裂强度超过2GPa,高于用高纯原料制备的非晶,但是塑性明显下降。     

Formation of Bulk Metallic Glasses from Cu-Zr Based Alloys with Yttrium Addition

采用工业级的低纯Zr,通过稀土Y的微合金化作用,制备Cu46Zr46Al8非晶合金。结果表明:Y能有效提升Cu46Zr46Al8合金的玻璃形成能力,主要原因是Y能吸附液态合金中溶解的氧,起到晶化合金的作用。当Y的添加量为2at%,3at%时,效果最为明显。经过Y微合金化后的非晶合金的抗压缩断裂强度超过2GPa,高于用高纯原料制备的非晶,但是塑性明显下降。     

Sn对Ti-Zr-Cu-Ni系非晶薄带热稳定性及耐蚀性能的影响

通过单辊甩带法制备了Ti40Cu39Zr10Ni11-xSnx(x=0,3,7,11)非晶薄带。运用X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)、电化学工作站、扫描电镜(SEM)等手段测试了合金的组织与性能特性,研究了Sn替换Ni对合金热稳定性及生物耐蚀性能的影响。结果表明,随着Sn的添加,Ti40Cu39Zr10Ni11-xSnx(x=0,3,7,11)合金试样均表现为完全的非晶结构。与Ti40Cu39Zr10Ni11非晶合金相比,Ti40Cu39Zr10Sn11非晶合金的热稳定性稍有改善,且生物耐蚀性能得到明显提高。因此,不含Be、Ni等对人体有害元素的Ti40Cu39Zr10Sn11非晶合金具有作为生物医用材料的潜力。     

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.     

ZrCuAlSi大块非晶合金形成及力学性能

通过铜模铸造法制备(Zr47Cu44Al9)100-xSix(x=0,0.5,1.5,2.5)大块非晶合金.利用差热分析、X射线衍射、显微硬度和室温压缩试验.研究分析添加Si元素对Zr47Cu44Al9合金非晶形成能力、热稳定性及力学性能的影响.结果表明,适量Si的加入能显著提高非晶合金的热稳定性,当Si的加入量为1.5时,合金具有最大的非晶形成能力,其纯非晶试样的临界尺寸由Zr47Cu44Al9的4 mm增大到(Zr47Cu44Al9)98.5Si1.5的6 mm.Si提高非晶形成能力的原因主要是抑制了引起异质形核的CuZr相的形成与析出.力学性能实验显示,显微硬度(Hv)随Si的加入由Zr47Cu44Al9合金的5850MPa增呔到(Zr47Cu44Al9)98.5Si1.5合金的6220 MPa,(Zr47Cu44Al9)98.5Si1.5合金的断裂强度为1862 MPa.     

Mg_(45)M_5Co_(50)(M=Pd,Zr)三元贮氢电极的电化学性能（英文）

为了提高Mg-Co系合金的放电容量及循环稳定性,通过机械合金化的方法,制备三元Mg_(45)M_5Co_(50)(M=Pd,Zr)合金。透射电子显微镜(TEM)分析表明,合金为体心立方相(BCC)的纳米晶结构。电化学测试表明,在Mg_(45)M_5Co_(50)(M=Mg,Pd,Zr)合金中,Mg_(45)Zr_5Co_(50)电极的容量最高,达到425 m A·h/g;相比Mg_(50)Co_(50),Mg_(45)Pd_5Co_(50)电极的首次放电容量(379 m A·h/g)与电化学动力学性能均得到提高。结果表明,通过用Zr和Pd元素替代Mg元素,Mg-Co基合金的电化学性能得到改善。     

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％。     

Nb对Cu-Zr-Al-Y块体非晶组织结构和力学性能的影响

利用铜模喷铸工艺制备了准2mm棒状(Cu45Zr45Al6Y4)100-xNbx(x=0,1 at%,2 at%,3 at%)合金试样。通过对试样进行XRD、DSC、单轴压缩、SEM及EDS分析,探究了Nb的添加对Cu45Zr45Al6Y4-合金非晶形成能力、组织结构以及力学性能的影响。结果表明:Nb降低该合金系的非晶形成能力(GFA),促进晶相析出;1at%Nb添加有利于在(Cu45Zr45Al6Y4)100-xNbx块体非晶基体内获取高体积分数的B2-Cu Zr强韧相,从而明显提高了合金的室温塑性。     

Sn对ZrTiNiCuAl非晶合金玻璃形成能力的影响

研究了固溶元素Sn掺杂对Zr52.5Ti5Ni14.6Cu17.9Al10非晶合金玻璃形成能力（GFA）的影响，结果发现，掺杂不同含量的Sn会使玻璃化温度Tg,晶化温度Tx不同程度地向高温移动，但对合金熔化温度Tm温度不大。当Sn的摩尔分数为1．86％时，合金玻璃化温度Tg提高了17℃，晶化温度Tx提高了36℃，从而使△Tx提高了19℃，玻璃化温度与合金熔点温度的比值Trg由0.63提高到0.65分析了Sn元素对Tg,Tx及玻璃形成能力的影响。     

微量元素对铜基块体金属玻璃形成能力的影响

研究微量元素的种类与添加量对Cu55Zr38Al7铜基块体金属玻璃形成能力的影响。X射线衍射仪和差示扫描量热仪的研究表明,添加2at%的Ag、Ti、Y或Nd都可以提高Cu55Zr38Al7的玻璃形成能力;6at%的Ag替代Cu,金属玻璃棒的临界直径可从2mm增加到4mm;而复合添加2at%的Ag和Y也可以明显提高Cu55Zr38Al7的玻璃形成能力。所以,替代化学性质相似的元素或者扩大合金系的原子尺寸范围可显著提高铜基块体金属玻璃的形成能力。     

微量元素对Cu-Zr-Al块体金属玻璃形成能力及力学性能的影响

研究微量元素Ag、Ti、Ga、Ni和Sn对Cu55Zr38Al7铜基块体金属玻璃形成能力及力学性能的影响。结果表明:添加2%(摩尔分数)的Ag、Ti或Ga均可以提高Cu55Zr38Al7合金的玻璃形成能力;用6%的Ag替代Cu,玻璃棒的临界直径可从2 mm增加到4 mm;因此,替代化学性质相似的元素或者扩大合金系的原子尺寸范围对提高玻璃形成能力具有显著的效果;然而,添加微量元素均不同程度地降低Cu-Zr-Al金属玻璃的硬度。断口表面形貌显示;微量相似元素替代影响基体在压缩过程中剪切带的繁殖;在微量元素替代的伪四元铜基块体金属玻璃中,2%Ti和2%Ag替代可分别获得最大压缩强度2 163 MPa和最大压缩应变8.7%。因此,通过添加微量元素可以调谐金属玻璃的玻璃形成能力和力学性能。     

Effects of alloying elements on glass formation,mechanical and soft-magnetic properties of Fe-based metallic glasses

Effects of alloying additions on glass formation, mechanical and soft-magnetic properties of Fe-(Si,P,C,B)-based bulk metallic glasses (BMGs) were systemically studied in detail. It was found that the glass-forming ability (GFA) and the optimum doping content strongly depend on the electronegativity of the alloying elements, which are discussed in terms of liquid phase stability and crystallization resistance of the competing crystalline phases. These BMGs exhibit high fracture strength ranging from 2800 to 3800 MPa, which closely relates to the atomic size distribution in the alloys. Furthermore, appropriate additions of Co, Ga and Cu could improve not only the GFA but also the saturation magnetization due to different coupling mechanisms.     

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。     

Effects of Nitrogen on the Glass Formation and Mechanical Properties of a Ti-Based Metallic Glass

Effects of nitrogen addition on glass formation and mechanical properties of the Ti42.5Cu40Zr10Ni5Sn2.5metallic glass were systematically investigated. It was found that a small amount of nitrogen addition facilitated the glass formation by suppressing formation of the competing eutectic structure. Unlike large atomic size elements such as Hf and Pd which usually deteriorate specific strength, nitrogen can also increase the specific strength of the current Ti-based BMGs. The results are not only helpful for understanding glass-forming ability in general, but also useful in developing cost-effective, high-performance Ti-based bulk metallic glasses with enhanced glass-forming ability.     

Role of yttrium in glass formation of Ti-based bulk metallic glasses

Starting with Zr of two different purities, Ti-based bulk metallic glasses (BMGs) with a nominal composition of Ti40Zr25Cu12Ni3Be20 were prepared. The effect of the addition of yttrium at levels of 0.2 at.%, 0.4 at.%, 0.5 at.%, 0.6 at.%, and 1 at.% on the glass forming ability (GFA) of the alloy has been investigated by means of metallography, X-ray diffraction, and differential scanning calorimetry. Experimental data in-dicates that high impurity content dramatically reduces the glass forming ability. Microalloying with 0.5 at.% Y is effective in suppressing the crystalline phase formation and alleviating the detrimental effect of oxygen in the low-purity alloy. On the contrary, in the alloy contain-ing high-purity element, the effective yttrium addition is less than 0.4 at.%. The results indicate that the beneficial effect of the optimum dopants is mainly due to scavenging the oxygen impurity via the formation of innocuous phase.     

合金元素对烧结Nd-Fe-B磁体磁性能的影响

述了两类合金元素(代换元素：Co，Dy或Tb与掺杂元素：M1(低熔点元素)：Cu，Al，Ga，Sn，Ge，Zn等与M2(高熔点元素)：Nb，Mo，W，Zr，Ti，V，Cr等)的添加对烧结Nd-Fe-B永磁合金的显微结构和磁性能的影响。综述了两种合金化方式(传统合金化方式：在熔炼前加入合金元素；晶间合金化方式：在球磨或气流磨前加入合金元素)对烧结Nd-Fe-B磁体显微结构和磁性能的不同影响；最后指出晶间合金化复合添加方式是一种很有前景的生产高性能Nd-Fe-B磁体的方法。     

应用调制差示扫描量热计（Modulated—DSC）分离非晶态合金的玻璃化转变

应用调制差示扫描量热计对非晶态合金Ｌａ５５Ａｌ２５Ｎｉ１０Ｃｕ１０,Ｍｇ６５Ｚｎ３５,Ｎｄ６０Ｆｅ３０Ａｌ１０以及Ｚｒ３０Ｙ３０Ａｌ１５Ｎｉ２５的玻璃化转变过程进行了研究。在Ｍｇ６５Ｚｎ３５和Ｎｄ６０Ｆｅ３０Ａｌ１０合金中观察到了玻璃化转变;在Ｍｇ６５Ｚｎ３５,Ｎｄ６０Ｆｅ３０Ａｌ１０以及Ｚｒ３０Ｙ３０Ａｌ１５Ｎｉ２５中甚至观察到两个玻璃化转变过程。由于能够清楚地观察到玻璃化转变过程,因此可以得到     

四种块体非晶合金在过冷液相区内的微成形能力

采用Si模制作的V型槽微压印实验评价了4种具有不同脆度的块体非晶合金(Pd40Cu30Ni10P20,Zr65Cu15Al10Ni10,Cu46Zr42Al7Y5,Zr58.5Cu15.6Al10.3Ni12.8Nb2.8)在过冷液相区内的微成形能力.结果表明,尽管不同的BMG表现出不同的表观粘度,但在相同的应变条件下,各种BMG却呈现出相似的充型面积,这表明它们具有相似的微成形能力.这一结果源于在本实验条件下(成形温度T=1.07Tg,应变率(ε)=2×10-3s-1),各BMG均遵循相同的牛顿流变机制.最后,通过有限元模拟验证了这一结论.     

A fluctuation electron microscopy study of metallic glasses

采用fluctuation electron microscopy (FEM)对Al85Ni5Y 10-xCo x (x=0, 2)和 Cu 46Zr 54-x Al x (x=0, 7)金属玻璃的微观结构进行了表征, 研究了合金成分变化对金属玻璃微观结构的影响. 结果表明, 2种金属玻璃体系中均存在较强的中程有序结构; 少量元素的添加提高了合金微观结构的均匀性. 金属玻璃中程有序结构均匀性的增加有利于改善合金的玻璃形成能力.