镁基大块非晶合金的研究进展

综述了镁基大块非晶合金的研究现状,重点介绍了微量元素、纳米颗粒对Mg-Cu-Y大块非晶的影响,并对现有非晶形成能力的判据进行了分析.对镁基非晶合金及其非晶复合材料的进一步研究提出了建议.     

非晶合金与羟基磷灰石复合材料的研究

利用渗流铸造法制备了直径为6mm的vit106非晶合金与羟基磷灰石(HA)的复合材料,分别采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)分析了铸态合金的组织形貌和相组成.实验结果表明,铸态合金由非晶组织和HA组成,二者均匀分布,界面结合良好.力学性能实验表明,复合材料的压缩断裂强度为250MPa,最大塑性变形量达到了65%.与目前钛合舷金/20%(体积分数)HA复合材料相比,强度得到了提高;与块体非晶合金多孔材料相比,在相近的强度指标下,具有更高的塑性.由于HA与非晶合金都具有良好的生物相容性,因此这种复合材料在生物移植材料上具有一定应用前景.     

非晶复合材料的研究现状

非晶基复合材料可以改善非晶合金的一些性能缺陷,尤其是可以提高非晶合金的室温塑性,近年来已经成为材料研究领域的热点。综述了近几年非晶复合材料制备工艺与性能研究方面的进展,并展望了今后的发展趋势。     

Ni基合金粉末及其非晶涂层的制备与表征

为解决非晶粉末价格昂贵、成型困难等问题,采用真空气雾化法制备了Ni FeCrMoNbBSi合金粉末,利用火焰喷涂焰流温度高、冷凝速度快有利于形成非晶相等特点,经火焰喷涂后制备了镍基非晶涂层。通过XRD、SEM、EDS、TEM等对粉末和涂层的相组织结构、表面形貌和微观特征进行了表征。结果表明:Ni FeCrMoNbBSi合金粉末形貌为球形或近球形,主要由晶体相FeNi3和Ni CrFe固溶体组成,非晶含量较少。制备的Ni基非晶涂层组织结构致密,主要由非晶相和Cr2Ni3金属间化合物组成,非晶含量可达70%(体积分数)。     

内生非晶复合材料组织与力学性能调控研究进展

非晶合金因其独特的短程有序、长程无序原子结构特征, 使其具有了一系列优异的力学、物理、化学等性能, 在先进金属结构材料领域具有巨大的潜在应用价值。但非晶合金在室温承载变形时, 原子团簇发生剪切转变形成的大量自由体积会演化为高度局域化剪切带, 局域化剪切带由于缺乏介质的阻碍会发生失稳扩展, 导致非晶合金极易发生室温脆断, 特别单轴拉伸时基本无塑性。为克服这个缺憾, 研究者们提出将微米级尺寸的晶体相引入非晶来抑制剪切带的失稳扩展, 使得内生第二相增韧非晶复合材料具有了明显的拉伸塑性能力, 因此倍受材料学界的关注。近年来, 研究者们陆续通过成分设计、制备技术、热处理工艺等方法来实现非晶复合材料的塑性变形能力的提升, 使得非晶复合材料有望走向实际的工程应用。本文围绕内生第二相增韧非晶复合材料的微观组织调控这一关键科学问题, 从影响非晶复合材料微观组织结构的因素(合金成分设计、制备工艺参数、微观结构构筑等)到微观组织对其室温力学性能的影响机制两方面的研究成果进行了系统总结, 重点阐述了近10年来内生第二相增韧非晶复合材料领域组织调控及其室温力学性能关联性方面的研究进展, 并且对内生非晶复合材料研究领域目前的存在的问题和挑战进行了展望, 以期为高强高韧内生第二相增韧非晶复合材料的设计与制备提供理论参考。     

Ti基非晶合金及其SiC陶瓷骨架复合材料动态压缩力学行为研究

为了验证Ti基非晶合金和陶瓷两种材料三维连通网状结构的复合优势,制备出具有优良抗冲击性能的复合材料,本文采用铜模吸铸法制备了Ti基非晶合金,并用渗流铸造法制备出孔隙率分别为30.86%、18.14%和15.28%的Ti基非晶合金/SiC陶瓷骨架复合材料。采用X射线衍射仪对纯Ti基非晶合金以及SiC陶瓷骨架复合材料进行相分析,确认了试件材料的非晶状态;在不同应变速率下,用分离式霍普金森压杆(SHPB)实验装置对试样进行室温轴向动态压缩力学性能测试,并利用能谱型场发射扫描电镜(SEM)等设备观察了试件的微观组织和断面特征,对比分析了Ti基非晶合金和SiC陶瓷骨架复合材料的动态压缩力学性能和失效机理。研究表明,Ti基非晶合金/SiC陶瓷骨架复合材料内部的微裂纹最初萌生于应力集中的两相界面处,并在SiC相内部或两相界面处扩展,继续加载,SiC相失效后,Ti基非晶合金相在远超过其动态压缩强度的应力下迅速失效,复合材料整体失效。SiC相内的断裂形貌主要有微裂纹与解理台阶,Ti基非晶合金相内的断裂形貌有脉状花样、多重脊状条带、蜂窝状花样与光滑无特征区,其中以光滑无特征区为主。复合材料的抗压强度随Si...     

块体镁基非晶合金及其复合材料研究的新进展

介绍了块体镁基非晶合金及其复合材料的最新研究进展,并简要分析和总结了镁基非晶合金在成分选择和玻璃形成能力(GFA)判据上的新成果,最后针对镁基非晶合金本身存在的问题提出了今后的研究方向建议。     

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。     

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。     

非晶复合材料制备与性能

总结了近年来本课题组在外加强化相非晶复合材料制备方面取得的主要研究结果。通过制备过程凝固控制获得了性能优异的非晶复合材料,其中金属W/Zr基非晶合金双连续相复合材料压缩强度达到3 450 MPa,压缩应变为48%;金属Ti/Mg基非晶合金双连续相复合材料压缩强度达到1 750 MPa,塑性应变为30%;8%Nb颗粒/Mg基非晶复合材料压缩强度达到900 MPa,塑性应变为12.1%;6%S iC颗粒/Zr基非晶复合材料压缩强度达到2 230 MPa,塑性应变为3%。     

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。     

Er对ZrCuNiAl非晶合金结构、力学性能、热稳定性及非晶形成能力的影响

以(Zr_0.6336Cu_0.1452Ni_0.1012Al_0.12)_100-xEr_x(x=0,0.5,1,1.5,2,2.5,3,原子分数,下同)系块体非晶合金为研究对象,通过改变微量元素Er的含量来研究Er对非晶合金的结构、力学性能、热稳定性及非晶形成能力的影响。结果表明:添加Er元素所制备出的试样都是完全非晶结构的合金。随着Er含量的增加,各试样的弹性模量呈现出先增大后减小,压缩塑性应变呈台阶式上升,x=0,x=0.5,x=1试样的塑性应变在4%的范围内波动;x=1.5,x=2,x=2.5试样的塑性应变在11%的范围内波动;x=3试样的塑性应变最高,其值为23.19%,弹性模量为37.76GPa,屈服强度为1604MPa,抗压强度为2068MPa,断裂强度为2060MPa;随着Er含量的增加,锆基非晶合金的热稳定性和非晶形成能力均先减小后增大。     

机械合金化Co-Zr非晶软磁合金粉末的形成及热稳定性分析

研究了Co-Zr二元相图上4个共晶点成分配方Co90Zr10、Co53Zr47、Co35Zr65和Co21Zr79在球磨条件下的非晶态合金形成能力。采用X射线衍射和差热分析(DTA)对粉末的结构及热稳定性进行了分析。XRD分析结果表明,4种配方在一定的球磨时间内都能形成非晶态合金,其中非晶形成能力最强的为Co35Zr65。DTA分析结果表明,该合金系具有较高的热稳定性,并具有较高的非晶形成能力。球磨时间对非晶的形成有重要影响,球磨时间过长,使形成的非晶态合金粉体反而向晶体转化。     

高强度低密度大模量菲晶态Ai—Li合金

利用单辊快速凝固装置制备出高强度、低密度、大楼量的非晶态Ａｌ６１Ｌｉ２．５Ｙ２５Ｎｉ１１．５（ｗｔ－％）合金，其最大拉伸断裂强度、显微硬度和弹性模量分别为１０３９ＭＰａ、４８８ＤＰＮ和９８．７ＧＰａ．与同成分的晶态合金相比，具有较高的电极电位、较宽的电压钝化区，其腐蚀抗力为晶态合金的７倍．在恒加热速率的晶化过程中出现４个晶化峰，晶化激活能的计算表明，Ａｌ６１Ｌｉ２．５Ｙ２５Ｎｉ１１．５非晶合金的晶化过程为一级反应．     

机械合金化─研制生产金属材料的一种新工艺

本文介绍了机械合金化的工艺特点。用机械合金化技术可以获得一些常规方法难以制备的新型合金及难以获得的独特性能，如生产ＯＤＳ合金和弥散强化复合材料，扩大合金元素在基体中的固溶度，获得非晶态合金（金属玻璃），合成金属间化合物材料，获得纳米结构材料。在金属材料研制生产中，机械合金化是一项值得大力研究开发的新技术。     

Zr基块状非晶态合金变形与断裂的研究进展

近十几年来，块状非晶态合金的出现进一步提高了人们对非晶态合金的认识，也给进一步开发非晶态合金的应用带来了更加广闽的前景。简要介绍了Zr基块状非晶态合金的力学性能特点，着重叙述了其变形和断裂行为。     

Cast bulk ZrTiAlCuNi amorphous alloys

Cylindrical bulk amorphous samples with diameters up to 10 mm have been prepared by casting ZrTiAlCuNi alloys in a copper mould. In order to rank glass-forming ability as a function of alloy composition, alloys were also cast into wedge-shaped moulds; to a first approximation, the thickness of the amorphous region obtained can be taken as an indication of glass-forming ability. The compositions which lead to the production of bulk glasses all have reduced glass transition temperatures in excess of 0.65 and the extremely high glass-forming ability of these compositions is discussed. We suggest that both the Al and Ti contents are determining factors for the production of bulk amorphous samples and these are believed to reduce the driving force for, and hence the rate of, crystallisation. These amorphous alloys have been found to display high thermal stability and can be annealed for several minutes in the supercooled liquid region. They are ductile at room temperature and have a high value of yield stress.