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。     

Nd对Zr基非晶合金形成能力、热稳定性及耐腐蚀性的影响

利用铜模吸铸法在水冷坩埚中制备了4种(Zr0.55Al0.1Ni0.05Cu0.3)100-xNdx(x=0,1,2,3)块体非晶合金。采用XRD和DSC检测了所获合金相组成、非晶形成能力及热稳定性,并采用盐酸溶液浸泡腐蚀试验评价了不同合金的腐蚀速率。结果表明,适量添加Nd可提高Zr0.55Al0.1Ni0.05Cu0.3非晶合金的形成能力和热稳定性,但非晶合金在2mol/L HCl溶液中的耐蚀性随Nd含量的增加而降低。该结果对进一步改善和提高非晶合金的性能具有重要的参考价值。     

Ni-Ti(-Zr)-P非晶合金的热稳定性及腐蚀行为

采用熔体旋淬法制备了Ni76Ti5P19和Ni73Ti5Zr3P19(at%)非晶合金,对其热稳定性及腐蚀行为进行了研究,并讨论了Zr元素的添加对Ni-Ti-P非晶合金性能的影响。结果表明,Zr元素的添加提高了Ni76Ti5P19非晶合金的玻璃转变温度(Tg)和晶化温度(Tx),但使得过冷液体温度区间(ΔTx)有所降低。电化学实验表明,在NaCl、HCl和H2SO4溶液中,Ni-Ti(-Zr)-P非晶合金发生自钝化,具有良好的耐腐蚀性能,这可能归因于合金表面Ti/Zr和P元素的富集。在同一溶液中,与Ni76Ti5P19非晶合金相比,Ni73Ti5Zr3P19非晶合金具有较高的开路电位和较低的钝化电流密度。在Ni-Ti-P合金中添加元素Zr以替代部分Ni能够在钝化膜中引入ZrO2,从而提高合金表面氧化膜的保护性,改善合金的耐腐蚀能力。     

Ti-Zr-Ni-Cu非晶系的等电子浓度特征

以准晶成分Ti40Zr40Ni20为基准,在Ti—Zr-Ni-Cu系中设计出电子浓度为1.200和原子尺寸为0．1474nm的系列合金,并用铜模吸铸法制备直径为3mm的合金棒试样．结果表明,Ti12Zr55Ni13Cu20成分附近可形成块体非晶合金,而Ti3Zr60Ni12Cu25和Zr60Ni10Cu30成分点上形成了单一的四方Zr2Cu型非晶相关相．准晶、块体非晶合金和Zr2Cu相是具有相同电子浓度的电子化合物,它们在成分图上表现出鲜明的等电子浓度特征,表明块体非晶合金的等电子浓度判据适用于Ti-Zr-Ni-Cu非晶系．二十面体与截角八面体间的结构关联可作为准晶或非晶合金多型性转变成Zr2Cu相的结构模型．     

微量Cr对Cu基块体非晶合金的形成能力及耐蚀性能的影响

XRD,DSC和DTA分析测试表明,微量Cr有利于提高块体非晶合金(Cu47Zr11Ti34Ni8)100-xCrx(x=0,0．5,1)非晶形成能力．室温动电位极化法对该合金在1mol／LHCI溶液、3％Nacl溶液和6mol／L KOH溶液中的电化学测试表明,非晶合金存在自钝化现象,随Cr含量增加,非晶合金的钝化区宽度显著增大,维钝电流密度降低,耐蚀性能增强,含微量Cr的Cu基块体非晶合金比不含Cr的具有更好的抗腐蚀性能,且远远优于不锈钢1Cr18Ni9Ti的抗腐蚀性能．     

Nb对Zr基非晶在1mol/LHCl溶液中腐蚀行为的影响

采用真空单辊甩带法制备出成分为(Zr_56Al_16Co_28)_(100-X)Nb_X(X=0,2,4)的合金试样,利用X射线衍射、电化学极化曲线和场发射扫描电镜研究了Nb对Zr-Al-Co非晶合金在1 mol/L HCl溶液中腐蚀行为的影响。结果表明,在1 mol/L HCl溶液中,非晶态合金Zr-Al-Co-Nb的耐腐蚀性能优于晶态1Cr18Ni9Ti,且适量添加Nb能提高Zr-Al-Co非晶合金在盐酸溶液中的耐腐蚀性。     

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.     

Cu47Ti34Zr11Ni8块体非晶合金的制备

采用差压铸造法成功制备了圆棒状与板片状的Cu417Ti34Zr11Ni8块体非晶合金，研究了合金的热稳定性。在试验条件下，Cu47Ti34Zr11Ni8块体非晶合金棒状试样的最大直径可达3mm，板片状试样的最大厚度可达1mm。该成分块体非晶合金具有良好的热稳定性，其玻璃转变温度Tg=672K，晶化温度Txl=735K，过冷液相区△Tx=63K，约化玻璃温度Trg=0．575。     

晶化行为对TiZr基块体非晶合金腐蚀性能的影响

采用电化学方法研究了晶化行为对Ti35Zr30Be24Cu7.5Co3.5块体非晶合金在3mol/L HCl溶液中的腐蚀性能的影响。利用XRD、DSC和SEM对非晶合金的相组成、晶化行为及腐蚀形貌进行了分析。结果表明,Ti35Zr30Be24Cu7.5Co3.5非晶合金晶化后,由α-Ti+CuZr2+CoZr相组成;铸态非晶合金仍具有最佳的耐蚀性;经350℃退火1h后,合金部分晶化,自腐蚀电流密度与其非晶合金腐蚀电流密度在同一个数量级,耐腐蚀性能下降不大;晶化温度达到550℃时,合金完全晶化,耐蚀性变差。     

(Zr55 Al10 Ni5 Cu30)0.97 Ce0.03非晶合金在含Cl-介质中的腐蚀电化学行为研究

用电化学技术方法研究了Zr55Al10Ni5Cu30和(Zr55Al10Ni5Cu30)0.97Ce0.03非晶合金在含Cl-介质中的腐蚀电化学行为及添加稀土Ce的影响.结果表明:随Cl-浓度增加,两种非晶合金的腐蚀速度加快;添加稀土Ce后提高合金耐蚀性;随极化电位的提高,两种非晶合金在0.05 mol/L Na2SO4及含Cl-介质中均出现钝化特征,维钝电流密度随Cl-浓度增加而减小;Zr55Al10Ni5Cu30非晶合金的电化学阻抗谱由单容抗弧组成;(Zr55Al10Ni5Cu30)0.97Ce0.03非晶合金的交流阻抗谱在Cl-浓度较低时呈单容抗弧特征,而随Cl-浓度的增加,单容抗弧变为双容抗弧.     

Y对Zr-Al-Co非晶合金在盐酸溶液中腐蚀行为的影响

采用真空单辊甩带法制备出成分为(Zr56Al16Co28)100-xYx(x=0,2,4)的合金试样,利用X射线衍射(XRD),电化学极化曲线和场发射扫描电镜(SEM)研究了Y对Zr-Al-Co非晶合金在1mol/L盐酸溶液中腐蚀行为的影响。结果表明,在1mol/L盐酸溶液中,(Zr56Al16Co28)100-xYx(x=0,2,4)非晶耐腐蚀性能优于不锈钢(1Cr18Ni9Ti),且添加适量的Y显著提高了非晶合金的耐腐蚀性。     

二元共晶比例法制备铜基大块非晶合金

采用二元深共晶比例法,设计了系列Cu-Ti-Zr-Ni非晶合金成分.采用传统的铜模铸造法,由成分为Cu52.55Ti30.05Zr11.4Ni6与Cu53.1Ti31.4Zr9.5Ni6的两种合金可以制备出临界直径达5 mm的完全非晶组织.两合金均具有较高的约化玻璃转变温度(Trg),分别为0.603与0.598,其合金成分更加接近体系深共晶点,因而具有良好的玻璃形成能力.其中Cu52.55Ti30.05Zr11.4Ni6的玻璃转变温度(694 K)与过冷液相区宽度(52 K)均较高,表明该合金具有良好的热稳定性.     

Al对Ti-Zr-Cu-Ni-Be非晶合金热稳定性和力学性能的影响

利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、差示扫描量热(DSC)和室温压缩试验等分析手段,通过替代(Ti40Zr20Cu8Ni9Be18Al5)和掺杂[(Ti40Zr25Cu8Ni9Be18)0.95Al0.05)]两种元素添加方法,研究了5%(摩尔分数)Al元素对Ti40Zr25Cu8Ni9Be18非晶合金铸态组织、热稳定性和力学性能的影响。替代和掺杂的Al元素使直径为3mm的非晶合金棒状试样中分别析出了纳米晶和准晶。Al替代Zr使非晶合金薄带试样的过冷液相区从46K升高到50K,而以掺杂方式添加时却使其降低为31K。替代方式添加的Al元素使非晶合金的压缩断裂强度从1924MPa提高到2121MPa,但塑性应变从3.9%降低到了0.2%;而掺杂方式添加的Al元素使非晶合金强度降低为1475MPa,并呈现零塑性。     

不同元素掺杂对Zr基非晶形成能力及力学性能的影响

在水冷铜坩埚中采用铜模吸铸法制备成直径为3 mm的Zr63Cu17.5Ni10Al7.5TM2(TM=Y,Fe,Ti)合金圆棒.通过X射线衍射(XRD)、差热分析(DSC)、力学性能及断口扫描(SEM)检测,结果表明Y、Fe、Ti元素微量掺杂可以得到完全非晶,Fe、Ti元素掺杂的试样具有较高的非晶形成能力和热稳定性(△...     

半固态处理对Zr_(60)Cu_(17.5)Al_(7.5)Ni_(10)Ti_5非晶形成能力和力学性能的影响

采用铜模吸铸法将Ti元素添加到Zr65Cu17.5Al7.5Ni10非晶合金中,制备得到直径为3 mm的大块非晶合金。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、示差扫描量热仪(DSC)和微机控制电子式万能试验机等研究半固态处理对Zr60Cu17.5Al7.5Ni10Ti5大块非晶合金的微观组织结构、非晶形成能力、压缩力学性能以及断口形貌的影响。结果表明:半固态处理技术对非晶合金材料的组织结构和力学性能有很大的影响,能够提高非晶合金的强度和塑性;半固态下Zr60Cu17.5Al7.5Ni10Ti5表现出较好的非晶形成能力,表征非晶形成能力的参数Trg为0.618 9,过冷液相区△Tx达到40 K;且当吸铸电压为7 kV时试样的塑性最好,为1.94%,强度为1 487.411 MPa。     

Cu44.25Ag14.75Zr36Ti5非晶合金的晶化行为

采用铜模铸造法制备了直径为3mm的柱状Cu44.25Ag14.75Zr36Ti5块体非晶合金,X射线衍射证明试样为完全非晶态。利用差示扫描热分析仪(DSC)、X射线衍射,研究了该非晶合金的晶化行为。利用Kissinger和Ozawa方程求得Cu44.25Ag14.75Zr36Ti5第一晶化峰和第二晶化峰的晶化激活能。结果表明,该大块非晶合金具有良好的热稳定性,在10K/min的加热速率下,析出相主要是Cu8Zr3和Cu10Zr7。     

块状非晶合金CU-Zr-Ti-Sn在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为

利用电化学极化曲线方法和电化学阻抗谱(EIS)技术研究了Cu60Zr30Ti10和(Cu60Zr30Ti10)99Sn1块状非晶合金及其晶化后在3．5％NaCl溶液中的腐蚀行为．极化曲线测试结果表明，(Cu60Zr30Ti10)99Sn1非晶合金在3．5％NaCl溶液中的阳极极化衄线有一定的钝化倾向，且其阳极电流密度较Cu60Zr30Ti10非晶合金的阳极电流密度有所降低；同时EIS结果显示，其电化学反应电阻Rt较Cu60Zr30Ti10的Rt值有所增大，说明添加1％Sn使非晶合金Cu60Zr30Ti10的耐蚀性能有所改善．相应成分晶化后的合金与非晶合金的极化曲线相比较，阳极极化表现出较大的钝化倾向，且阳极电流密度略有降低．晶化后合金的EIS测试显示有两个时间常数，即由高频容抗弧和低频容抗弧构成．晶化后合金与其非晶合金相比较，电化学反应电阻见明显增大，表明晶化后合金的耐蚀性能有所提高。     

定向开孔多孔块体非晶合金的制备和组织

介绍了一种利用电化学腐蚀造孔法制备开孔型定向排列大块金属玻璃多孔材料的工艺,其工艺过程分为渗流铸造制备W丝/Zr47Ti13Cu11Ni10Be16Nb3金属玻璃复合材料,和电化学腐蚀复合材料得到Zr47Ti13Cu11Ni10Be16Nb3金属玻璃多孔材料两个步骤。实验得到孔径为250μm,孔隙率分别为20%,60%,80%的多孔非晶以及孔径为500μm,孔隙率为60%的多孔非晶。SEM实验表明,复合材料开孔定向排列均匀,孔径和孔隙率均可控制。XRD和DSC分析表明,所制备的样品由单一的非晶相组成。EDX表明非晶在电化学腐蚀中薄层钝化膜的形成是多孔制备的关键。     

新型块体非晶合金Cu43Zr43Al7Pd7的形成能力及力学性能和腐蚀性能研究

利用铜模吸铸法成功制备了直径达5mm的新型块体非晶合金Cu43Zr43A17Pd7.利用XRD,DSC,DTA研究了该台金的非晶形成能力(GFA)和热稳定性.结果表明,Cu43Zr43A17Pd7表现出较好的非晶形成能力,表征非晶形成能力的参数Trg和分别为0.61和0.417,过冷液相区△Tx达75K.单轴压缩实验和SEM断口观察表明,该合金具有良好的力学性能,材料压缩断裂应变量和断裂强度分别达到4.9%和1876MPa.利用动电位极化研究了该非晶合金在1mol/L H2SO4和3%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为.结果表明,非晶合金在这两种腐蚀介质中均存在自钝化现象,并形成较宽的稳定钝化区,钝化嚣电流密度在10-6-10-5 A/cm2间,远低于Cr18-Ni8不锈钢,表现出良好的耐蚀性能.     

Zr50Ti16.5Cu15Ni18.5金属玻璃组织和机械性能

部分结晶的纳米合金强度与熔体转鼓离心快冷成形带的非晶态合金强度相当，如纳米级晶体，占40%(体积)的Zr57Cu20Al10Ni8Ti5的非晶合金屈服强度可达到1700MPa，断裂强度可达1780MPa，而结晶的合金延性降低了。近年来，俄罗斯学者对锆基非晶合金，如Zr55Ni5Cu30Al10和纳米级晶体合金Zr53Cu20Ni10Ti5Al12的组织和性能进行了研究。合金熔体首先用快冷法制成0.3mm×3mm的窄带，然后制备成拉伸试样并用X射线衍射仪、扫描电镜(SEM)及透射电镜(TEM)、热差分析(DSC)等检验手段观测该试样。拉伸试验和组织观察分析结果表明，在整个试验温…