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。     

铸造工艺参数对Zr基非晶合金充型能力的影响

液态金属的流动性是影响其充型能力的主要因素之一,采用U形铜模研究了不同工艺参数对Zr₅₅Cu₃₀Al₁₀Ni₅和Zr₆₁Ti₂Cu₂₅Al₁₂合金充型能力以及非晶形成能力的影响。结果表明:随吸铸功率和吸铸压力的升高,两种合金熔体的流动长度增加,充型能力逐渐增强。Zr₅₅Cu₃₀Al₁₀Ni₅在吸铸功率8 k W,吸铸压力0.02 MPa,Zr₆₁Ti₂Cu₂₅Al₁₂在吸铸功率7 k W、吸铸压力0.03 MPa时,充型能力强。采用X射线衍射(XRD)、差示扫描量热(DSC)分析结果表明不同铸造参数下的试样均为非晶态结构,且适当提高吸铸功率,有助于提升铸造合金非晶形成能力(GFA)。     

定向凝固Tb0.3Dy0.7Fe1.95合金的取向与组织研究

利用区熔定向凝固设备制备了Tb0.3Dy0.7Fe1.95合金,研究了不同定向凝固生长速度下Tb0.3Dy0.7Fe1.95合金的轴向择优取向、晶体的生长方式、结晶形貌的变化规律以及它们之间的关系。结果表明,随着定向凝固生长速度V从低速10μm/s逐步增大到380μm/s,Tb0.3Dy0.7Fe1.95合金的轴向择优取向从〈110〉方向转变为〈311〉及〈110〉、〈211〉、〈533〉多种混合轴向取向,之后又转变为原来的〈110〉方向,当V≥350μm/s后,轴向择优取向变得不明显。在整个过程中出现了2个不稳定过渡阶段,即180μm/s相似文献   

Tb0.3Dy0.7Fe1.95-xTix（x=0,0.03,0.06,0.09）合金的微观组织与磁致伸缩性能

利用高真空非自耗电弧炉制备了Tb_0.3Dy_0.7Fe_1.95-xTi_x（x=0,0.03,0.06,0.09）合金,系统研究了不同Ti含量Tb_0.3Dy_0.7Fe_1.95-xTi_x合金的晶体结构、微观组织、磁致伸缩性能及它们之间的关系.结果表明:添加Ti后的Tb_0.3Dy_0.7Fe_1.95-xTi_x合金基体相仍为MgCu₂型Laves相结构,Ti取代了Tb_0.3Dy_0.7Fe_1.95合金中比其自身半径大的稀土原子Tb和Dy而使晶格常数减小.添加Ti后,初生相TiFe₂的形成使得凝固液体中富含R（R=Tb,Dy）从而抑制了有害相RFe₃的生成,Ti在基体相RFe₂中和富R相中都可溶解,分别形成了（R,Ti）Fe₂基体相和富（R,Ti）相.Ti的添加量对磁致伸缩性能的影响很大,当x=0.03时,Ti的添加使磁致伸缩性能较Tb_0.3Dy_0.7Fe_1.95母合金提高幅度最大,但当x=0.09时,由于顺磁相TiFe₂和富（R,Ti）相的析出对磁致伸缩性能不利,但相对于Tb_0.3Dy_0.7Fe_1.95母合金也有少量提高.     

Al替代Fe对<110>取向Tb-Dy-Fe合金显微组织、磁致伸缩性能和力学性能的影响

采用区熔定向凝固方法制备<110>取向的Tb0.3Dy0.7(Fe1 xAlx)2(x=0,0.05,0.10,0.15)超磁致伸缩合金,研究不同含量Al原子替代Fe原子对于合金微观组织、磁致伸缩性能和力学性能的影响。结果表明:Al原子替代不改变定向凝固样品形成的<110>轴向择优取向,合金依然保持MgCu2型立方Laves相和部分稀土相结构。随着Al含量的增加,黑色RE(FeAl)2相和白色富稀土RE(Al)相的析出数量、尺寸及分布发生变化。微量Al原子(x≤0.05)替代可以显著提高材料低磁场下的动态响应及饱和磁致伸缩系数,随着Al含量进一步提高,合金系饱和磁致伸缩系数降低。Tb0.3Dy0.7(Fe1 xAlx)2(x=0,0.05,0.10,0.15)合金的压缩强度随着Al原子含量增加而增加,合金发生解理断裂。当Al替代量x≤0.1时,合金具有良好的综合性能。     

热处理对<110>取向Tb-Dy-Fe-Al合金组织和性能的影响

采用区熔定向凝固方法制备了<110>取向的Tb0.3Dy0.7(Fe1-xAlx)2(x=0,0.05,0.10,0.15)超磁致伸缩合金,在真空管式炉氩气保护条件下,对合金进行930℃×2 h的热处理,研究了热处理对于不同含量Al元素替代合金的微观组织、磁致伸缩性能和力学性能的影响。结果表明:热处理不改变Tb0.3Dy0.7(Fe1-xAlx)2合金样品定向凝固形成的<110>轴向择优取向,热处理后的合金棒样品依然保持MgCu2型立方Laves相和部分稀土相结构,没有新相对应的衍射峰产生。热处理后Tb0.3 Dy0.7(Fe1-xAlx)2合金的片层组织退化,随着Al元素含量的增加,基体内的析出相形态和分布不断发生变化。当Al的添加量为x=0.05和x=0.15时,热处理后合金的磁致伸缩性能下降,饱和磁致伸缩分别为817×10-6,571×10-6。Al的添加量x=0.10时,热处理在不降低合金饱和磁致伸缩的同时可以显著提高其压缩强度及低场动态响应。     

Tb0.3Dy0.7Fe1.95-xNbx (x=0, 0.03, 0.06, 0.09) 合金的组织与磁致伸缩性能

采用高真空电弧炉制备了Tb0.3Dy0.7Fe1.95-xNbx(x=0,0.03,0.06,0.09)合金,研究了该系列合金的晶体结构、微观组织及磁致伸缩性能。结果表明:添加Nb元素后的Tb0.3Dy0.7Fe1.95-xNbx(x=0.03,0.06,0.09)合金基体相结构仍保持为MgCu2(C15型)立方Laves相,添加Nb后Tb0.3Dy0.7Fe1.95-xNbx合金基体相晶格常数几乎不变。Nb在基体相RFe2中和富Re相中都不溶,但在x=0.03时的RFe3相中微溶而形成Re(Nb,Fe)3相。初生相NbFe2(C14型)相的形成使凝固液体富稀土从而抑制了RFe3有害相形成。六方结构的NbFe2在与自身结构不同的RFe2(C15型)中不溶而单独成为一相存在于RFe2基体上。Nb的添加量x对磁致伸缩的影响很大,微量(x=0.03)Nb的添加有效抑制了RFe3有害相的生成而使得磁致伸缩性能提高最大,但当Nb含量继续增大时,由于顺磁相NbFe2和富Re相的析出影响了基体磁-弹性交互作用而使磁效伸缩性能下降。但相对于Tb0.3Dy0.7Fe1.95母合金都有少量提高。     

A320空调组件(PACK)的超温故障分析

A320型飞机的空调系统主要由增压系统、区域温度控制系统、电子设备通风系统及货舱通风/加热系统组成.本文简单描述了区域温度控制系统中的核心部件——空调组件(PACK)的主要工作原理以及最常发生的关于超温故障的简要分析.     

(Zr0.55Cu0.3Al0.1Ni0.05)98Er2非晶合金制备及其晶化动力学行为

为了研究SAF2507双相不锈钢（SAF2507 DSS）螺旋桨叶片在含硫酸盐还原菌( SRB)和铁氧化菌(IOB)海水中的耐腐蚀性能,提出一种二次急冷淬火成形技术来成形SAF2507 DSS螺旋桨叶片。同时根据螺旋桨叶片在不同二次急冷淬火成形温度下析出相的类型和析出规律,研究螺旋桨叶片在含SRB和IOB海水中的腐蚀性能。结果表明,当二次急冷淬火成形温度在700℃时,螺旋桨叶片表面析出少量的χ相;达到850℃时,χ相停止析出并完全转化成σ相,析出的σ相达到最大值;超过850℃时,析出的σ相开始急剧减少,到950℃时仅有少量的σ相析出。螺旋桨叶片在不同二次急冷淬火成形温度下,腐蚀电流密度、交流阻抗等电化学性能变化规律与螺旋桨叶片表层χ相和σ相的析出规律、以及χ相和σ相自身的耐腐蚀特征相吻合。二次急冷淬火成形温度在750℃-1050℃之间,螺旋桨叶片的耐腐蚀性能随热成形温度的升高呈增强—降低—增强规律变化,850℃时螺旋桨叶片的耐腐蚀性能最差。螺旋桨叶片二次急冷淬火成形后富Fe的表面特征,在SRB+IOB的作用下,螺旋桨叶片表面钝化膜被破坏,导致耐腐蚀性能降低。     

铒元素对锆基合金的非晶形成能力及力学性能的影响

以海绵锆为原料,采用水冷铜坩埚熔炼和铜模吸铸法制备了直径为3 mm、成分为(Zr_0.55Cu_0.3Al_0.1Ni_0.05)_100-xEr_x (x=0,0.5,1,2,3,4,5)的锆基块体合金,通过对比不同铒含量海绵锆基合金的组织结构与性能,研究了铒元素对其非晶形成能力、热稳定性和力学性能的影响。结果表明：以海绵锆为原料时,锆基合金的非晶形成能力和力学性能明显下降。x=0时,无法制备成锆基非晶合金;添加Er元素后,海绵锆基合金的非晶形成能力和力学性能显著提高,具有非晶态结构;x=2时,海绵锆基非晶合金的力学性能最优,抗压强度σ_bc为2142.5 MPa,室温下塑性应变ε_p为10.01%。与高纯锆制备的同直径(Zr_0.55Cu_0.3Al_0.1Ni_0.05)₉₈Er₂非晶合金相比,其抗压强度恢复97.63%,室温塑性恢复69.95%。添加铒元素有利于改善和提高海绵锆基合金的非晶形成能力和力学性能,为低成本制备锆基非晶合金提供一种新思路。