Ni对Mg-Cu-Tb非晶合金形成及力学性能的影响

利用熔体铜模喷铸法制备出直径为3 mm的Mg65Cu25-xNixTb10(x=0,5,10)非晶合金。利用X射线衍射、差热分析、压缩实验分析和扫描电镜分析了添加Ni元素对Mg-Cu-Tb非晶合金形成能力及力学性能的影响。研究表明:随着Ni含量的增加,合金的玻璃转变温度Tg增大;开始结晶温度Tx降低;过冷液相区宽度ΔTx减小,约化玻璃转变温度Trg从0.562降至0.530,非晶形成能力逐渐降低。压缩实验结果表明:当Ni含量增加到5%时可以明显提高Mg-Cu-Tb-Ni非晶合金的断裂强度。     

Nd对Mg65Cu22Ni3Y10非晶形成能力及热稳定性的影响

利用楔形铜模铸造法成功制备了Mg65Cu22Ni3Y10-xNdx(x=0、2、4、5、6、8)块体非晶合金,采用XRD、DSC研究了Nd对该合金体系热稳定性和非晶形成能力(GFA)的影响。结果表明,当x=2、4时,Nd的添加可有效提高该合金的GFA和热稳定性;当Nd含量为2%(摩尔分数)时,合金具有最高的过冷液相区(ΔTx=61.5K)及最好的热稳定性;当x=5时,尽管过冷液相区(ΔTx=48.5K)最窄,但此时合金具有最强的非晶形成能力(Trg=Tg/Tl=0.568)和临界厚度(δmax=3.8mm);随着Nd的进一步增加(x>5),合金的玻璃形成能力降低。     

Glass-forming ability and crystallization of Mg-Ni amorphous alloys with Y addition

Mg86.33Ni13.67-xYx(x=0, 1, 3, 6, 10) amorphous alloys were obtained by single-roller melt-spinning technique and the effect of Y addition on the glass forming ability(GFA), crystallization and micro-hardness of Mg-Ni alloys were studied. The results show that the GFA of Mg86.33Ni13.67-xYx(x=0, 1, 3, 6, 10) is improved successfully with the Y addition. The highest GFA appeares at x=6, while the reduced glass transition temperature (Trg) is 0.5225 and the supercooled liquid region(ΔTx) is 42.06 K; the positio...     

Zr_(47)Cu_(44)Al_9大块非晶合金的制备及其力学性能

利用电弧炉制备一系列(Zr_(51.6)Cu_(48.4))_(100-x)Al_x(x=6.0～10.0, 摩尔分数,%)大块非晶合金,利用示差扫描量热仪、X射线衍射仪和金相显微镜研究Al的含量对其非晶形成能力的影响.结果表明:当铝的含量为9.0%时,合金具有最优的非晶形成能力.适量铝的加入不仅能够抑制初生相CuZr的析出,而且还能有效地抑制其长大.临界冷却速率的经验公式计算结果显示该合金的临界冷却速率为10 K/s,室温压缩力学性能显示其断裂强度为1.9 GPa,且有0.5%的塑性变形,式为韧性剪切断裂.     

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。     

Mg-Cu-Ni-Gd非晶合金结构弛豫及力学性能

采用差示扫描热分析仪(DSC/DTA),X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)研究了Mg-Cu-Ni-Gd系非晶合金的结构弛豫以及力学性能,分析了Ni元素对Mg基非晶合金的结构弛豫和力学性能的影响.结果表明, Mg65Cu25 Gd10非晶合金在305 K下保温180 s发生结构弛豫后,出现约1-2 nm的中程有序畴.采用Ni元素部分取代Cu元素,可提高合金抗结构弛豫能力和力学性能.     

添加微量Fe对Zr_(55)Al_(10)Ni_5Cu_(30)块体金属玻璃非晶形成能力和力学性能的影响(英文)

通过磁悬浮熔炼和铜模吸铸法制备直径3mm的(Zr0.55Al0.10Ni0.05Cu0.30)100-xFex(x=0,1,2,3,4)合金试样,研究Fe元素的微量添加对Zr55Al10Ni5Cu30块体金属玻璃非晶形成能力和力学性能的影响。研究表明,合理添加Fe元素(不超过3%,摩尔分数)导致约化玻璃转变温度Trg(=Tg/Tl)和参数γ(=Tx/(Tg+Tl))增大,因而其非晶形成能力增大,但添加过量的Fe元素(4%)会导致其非晶形成能力的降低。添加Fe元素也会显著地改善Zr55Al10Ni5Cu30块体金属玻璃的压缩塑性及提高其压缩断裂强度,当Fe元素的添加量为2%时,直径3mm、长度6mm的试样在压缩时出现一定的塑性及加工硬化现象。Fe元素添加量为4%形成的金属玻璃基复合材料,同样也显示良好的压缩塑性和高的压缩断裂强度。     

陶瓷颗粒增强Mg65Cu20Zn5Y10块体金属玻璃复合材料

在块体玻璃形成合金Mg65Cu20Zn5Y10中添加10％(体积分数)的SiC或15％的TiB2陶瓷颗粒，经铜模浇铸形成块体金属玻璃复合材料．这些第二相颗粒的引入对基体合金的玻璃形成能力未产生明显的不良影响．陶瓷第二相颗粒弥散分布于金属玻璃基体上．复合材料的轴向压缩断裂强度达到1GPa，为Mg65Cu20Zn5Y10块体金属玻璃的1．2倍．Mg65Cu20Zn5Y10块体金属玻璃的断裂发生于弹性形变阶段，断裂前几乎观察不到塑性形变．与之相对照，含有TiB2颗粒的复合材料断裂前可表现出约0．9％的塑性应变．     

微量Mn元素对La62Al14Cu24块体非晶合金形成能力的影响

应用铜模吸铸法制备出一系列的La62Al14-xMnxCu24（x=1.0,1.4,2.0,3.0,4.0,5.0）四元合金。通过Mn对Al的部分替代,研究了Mn元素微量替代对La62Al14Cu24三元块体非晶合金的玻璃形成能力和热力学稳定性的影响。实验结果表明,La-Al-Mn-Cu四元合金可以制备出直径达6 mm的完全非晶棒,说明了Mn对Al的部分替代能明显地增强La62Al14Cu24合金的玻璃形成能力。     

Mg-Zn-Ca合金的非晶形成能力及力学性能

利用铜模铸造制备直径为1~4 mm的Mg72-xZn28Cax(x=1~6)合金,采用XRD、DSC、SEM和力学性能试验机分别对合金的非晶形成能力、相组成、断口形貌和力学性能进行研究。结果表明:在x为3、4和5时,Mg72-xZn28Cax合金的非晶形成能力(以直径表示)分别为2、3和2 mm;而当x为1、2和6时,Mg72-xZn28Cax合金的非晶形成能力低于直径为2 mm的;当x为3和5时,直径为2 mm的非晶态合金的屈服强度分别为591 MPa和662 MPa,塑性变形量分别为0.5%和0.2%;直径为3、2和1 mm的Mg68Zn28Ca4非晶合金的屈服强度分别为540、611和610 MPa,塑性变形量分别为0.48%、1.28%和6.2%,Mg68Zn28Ca4非晶合金是目前所报道的塑性变形量最大的镁基非晶合金;单位剪切面上弹性能的减少及其分布均匀性的改善是样品尺寸减小促使塑性应变量提高的主要原因。     

Mg_(65)Cu_(25)Y_xGd_(10-x)(x=0,5,10)玻璃形成能力的EXAFS分析

采用扩展X射线精细结构谱（EXAFS）分析了Mg65Cu25YxGd10-x（x=0,5,10）非晶合金局域原子结构及合金的玻璃形成能力差异的原因。结果表明,随着替代元素Gd含量的增加,淬态Mg65Cu25YxGd10-x非晶合金吸收原子Cu周围的配位数单调增加,而最近邻原子间距呈现出微弱的下降,短程有序进一步增强。Mg65Cu25YxGd10-x系非晶合金中Cu原子周围形成配位数越大、原子间束缚更加紧密的多面体构型的短程有序结构,越有利于合金玻璃形成能力的提高。     

反复熔炼对Zr基大块非晶合金玻璃形成能力的影响

研究了反复熔炼对Zr60Al15Ni25和Zr65Al7.5Ni10Cu17.5合金的玻璃形成能力的影响。DSC分析表明，随着熔炼次数的增多，Zr60Al15Ni25非晶合金的玻璃转变温度和晶化开始温度都提高，而Zr60Al7.5Ni10Cu17.5非晶合金的特征温度基本没有发生变化。Zr60Al15Ni25合金的熔化焓由于反复熔炼而降低，在热力学上有利于非晶相的形成。根据反复熔炼对铸锭凝固组织进而对合金熔体中的短程序的影响，讨论了玻璃形成能力的变化及原子间的结合力对短程序尺寸的影响，分析了2种合金对反复熔炼处理的敏感性的不同。     

镁基块体金属玻璃基复合材料研究

在空气中采用普通铜模浇铸法制备了两种成分的Mg-Cu-Al-Y金属玻璃复合材料(Mg65Cu23Al2Y10和Mg65Cu20Al5Y10)试样。XRD分析表明,随着Al的加入,原本的非晶“馒头峰”上出现了晶体增强相的尖锐峰;DSC曲线中晶化放热峰表明两种合金基体为非晶态结构,相比于纯玻璃态时,复合材料的玻璃转变温度和初始晶化温度均下降,过冷液相区变窄,同时表现为多级晶化;尽管两种合金的成分只有细微差别,但微观组织却相差很大,当Al含量为2%时,显微组织中有明显的针状组织存在,而Al含量为5%时,为粒状组织。显微硬度测试表明:当Al含量为2%时,硬度值明显提高,均值达到了276HV,比完全非晶态下的硬度值高出42HV。     

Ta，b和MoTi50Ni20Cu25Sn5非晶合金玻璃形成能力的影响

利用旋转铜辊急冷法和铜模铸造法制备非晶合金薄带或圆棒，并采用X衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)和差示热分析仪(DTA)研究了Ta，Nb和Mo对Ti50Ni20Cu25Sn5非晶合金玻璃形成能力(GFA)的影响。结果表明，Ta的添加提高了Ti50Ni20Cu25Sn5合金的GFA，Mo的添加降低了该合金的GFA，Nb的添加剂对该合金的GFA没有明显的影响；含Ta合金具有超过60K的宽过冷液态区(△Tx)，且其约化玻璃转变温度因子(Tg／Tm)大于含Nb合金和含Mo合金；采用常规铜模铸造法制备出了直径为lmm的(Ti0.5Ni0.2Cu0.25Sn0.05)98Ta2和(Ti0.5Ni0.2Cu0.5Sn0.05)96Ta4块状非晶圆棒；(Ti0.5Ni0.2Cu0.25Sn0.05)98Ta2块状非晶圆棒的Tg，△Tx和Tg／Tm分别为678K，84K和0．60，而(Ti0.5Ni0.2Cu0.25Sn0.05)96Ta4块状非晶圆棒的Tg，△Tx和Tg／Tm分别为680K，70K和0．60。     

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。     

Enhanced Electrochemical Hydrogen Storage Characteristics of Nanocrystalline and Amorphous Mg20Ni10-xCox (x=0-4) Alloys by Melt Spinning

In order to improve the electrochemical hydrogen storage performances of the Mg2Ni-type alloys, Ni in the alloy was partially substituted by element Co. The nanocrystalline and amorphous Mg20Ni10-xCox (x=0, 1, 2, 3, 4) alloys were prepared by melt-spinning technology. The structures of the as-cast and spun alloys were studied by XRD, SEM and HRTEM. The electrochemical hydrogen storage characteristics of the alloys were measured. The results show that the substitution of Co for Ni leads to the formation of secondary phase MgCo2 without altering the major phase of Mg2Ni. No amorphous phase is detected in the as-spun alloy (x=0), whereas the as-spun alloy (x=4) holds a nanocrystalline and amorphous structure, confirming that the substitution of Co for Ni significantly increases the glass forming ability of the Mg2Ni-type alloy. The substitution of Co for Ni significantly improves the electrochemical hydrogen storage performances of the alloys, including the discharge capacity and the cycle stability, for which the increased glass forming ability by Co substitution is mainly responsible     

Investigation on Gaseous and Electrochemical Hydrogen Storage Kinetics of As-Quenched Nanocrystalline Mg2Ni-type Alloys

为了改善Mg2Ni型合金气态及电化学贮氢动力学性能,用Cu部分替代合金中的Ni,用快淬技术制备Mg2Ni1-xCux(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4)合金,用XRD、SEM、HRTEM分析铸态及快淬态合金的微观结构;用自动控制的Sieverts设备测试合金的气态贮氢动力学性能,用程控电池测试仪测试合金的电化学贮氢动力学.结果表明,所有快淬态合金均具有纳米晶结构,无非晶相形成.Cu替代Ni不改变合金的主相Mg2Ni,但使合金的晶粒显著细化.快淬处理及Cu替代均显著地提高合金的气态及电化学贮氢动力学性能.当淬速从0m/s(铸态被定义为淬速0 m/s)增加到30 m/s时,Mg2Ni0.8Cu0.3合金在5 min内的吸氢饱和率从57.2％增加到92.87％,20 min的放氢率从21.6％增加到49.6％,高倍率放电能力(HRD)从40.6％增加到73.1％,氢扩散系数(D)从1.02×10-11 cm2/s增加到4.08×10 -11 cm2/s,极限电流密度(IL)从113.0 mA/g增加到715.3 mA/g.     

镁基大块非晶合金在深过冷液相区的塑性变形

研究了Mg65Cu25Y7Nd3大块非晶合金在玻璃转化温度Tg附近及深过冷液相区的等温压缩变形行为。结果表明，Mg65Cu25Y7Nd3大块非晶合金的塑性变形与加热温度和加载时间紧密相关。在423K时该大块非晶合金具有一定的塑性，而在深过冷液相区则具有良好的塑性。通过系列试验，得出了Mg65Cu25Y7Nd3大块非晶合金的最佳加热温度为443～463K，加载时间约10min。对大块非晶合金在变形过程中的结构变化的分析表明，在本试验条件下，压缩变形对Mg65Cu25Y7Nd3大块非晶合金的晶化过程没有明显的影响。     

钕含量对Mg-Cu-Nd非晶合金贮氢性能的影响

通过溶体快淬成功制备了（Mg65Cu25）100-xNdx（x=2，5，7，10）非晶／纳米晶贮氢合金，利用透射电镜、x射线衍射仪和差热分析仪研究了合金的微观组织结构及其热性能，采用ARBINBTW-2000型电池测试仪研究了合金的贮氢性能。结果表明：随着钕含量的增高，合金的贮氢量呈现上升趋势。非晶（Mg65Cu25）93Nd7合金具有最好的贮氢动力学性能和贮氢容量，最高贮氢量达到3．O％（质量分数），而纳米晶（Mg65Cu25）98Nd2具有最低的贮氢动力学性能和贮氢容量。研究还表明，随着钕含量的增高，合金的非晶形成能力增强，非晶的这种独特的短程有序结构是提高贮氢性能的主要因素。     

Mg含量和冷速对Mg-Cu-Zn-Y非晶复合材料微观结构及腐蚀行为的影响

采用水冷铜模法和水淬法制备得到Mg65+x(Cu0.66Y0.34)30-xZn5(x=5,10,15)非晶及其复合材料。并通过XRD、SEM对材料结构进行表征,研究Mg含量和冷却速度对样品微观结构的影响。结果表明:由水冷铜模法得到的x=5样品为单一非晶,x=10和15样品是由非晶相与Mg固溶体相组成的非晶复合材料。而利用冷速较低的水淬法得到的样品为非晶复合材料,其主要由Mg,Mg2Cu,MgZnY和非晶相组成。通过研究合金在NaCl中性溶液中的腐蚀行为,发现随着Mg含量的增加,样品的耐腐蚀性能有所下降。并且对于同成分的合金,由冷速较快的水冷铜模法得到的样品耐蚀性相对较好。