Co_(56)Ta_(35)B_9非晶合金薄膜纳米压痕蠕变行为研究

在不同衬底温度(298、373和473 K)下,采用磁控溅射法在玻璃衬底上成功制备了Co_(56)Ta_(35)B_9非晶合金薄膜。利用纳米压痕技术研究了非晶合金薄膜的蠕变行为。结果表明:薄膜的模量和硬度随衬底温度的升高而升高。随着衬底温度的升高,薄膜在蠕变过程中的应变速率敏感指数降低,蠕变抗力增大,剪切转变区体积缩小,塑性降低。采用纳米压痕保载阶段的数据拟合延迟谱,发现衬底温度越高,对应的延迟谱的峰强越低,说明原子排列均匀,从而解释了其模量和硬度提高的原因。     

Zr_(65)Al_(7.5)Ni_(10)Cu_(12.5)Ag_5非晶合金压痕下方剪切带形貌的研究

以Zr65Al7.5Ni10Cu12.5Ag5块体非晶合金作为研究对象,采用界面压痕技术和扫描电子显微镜,分别对铸态、轧制态以及轧制-退火态试样压痕下方的剪切带形貌进行了研究。实验结果表明,铸态试样以半圆形剪切带为主,同时存在少量的射线状剪切带,并且形貌比较规则;轧制态试样的剪切带形貌变得很不规则,很难分辨半圆形和射线状剪切带,并且随着变形量的增加,剪切带形貌的不规则程度增加;轧制-退火态试样中重新出现了规则的半圆形和射线状剪切带,变形量对剪切带形貌几乎没有影响。这些结果说明,轧制态试样压痕下方剪切带形貌不规则的主要原因是轧制变形使剪切带中自由体积含量显著增加。     

铜基块体非晶合金纳米压痕研究

本文利用三种不同的纳米压痕模式研究了两种铜基大块金属玻璃Cu₅₉Zr₃₆Ti₅和Cu₆₁Zr₃₄Ti₅。分别采用了加载速率控制模式、载荷控制模式和循环加载模式。当加载速率不超过5mN/S时,试样的杨氏模量随加载速率而变。Cu₅₉Zr₃₆Ti₅和Cu₆₁Zr₃₄Ti₅的弹性模量均随峰值载荷和加载速率的增加而降低。但峰值载荷和加载速率对硬度影响不大。循环加载使Cu₅₉Zr₃₆Ti₅产生轻微加工硬化,而Cu₆₁Zr₃₄Ti₅则不显示这样的结果。而且,Cu₆₁Zr₃₄Ti₅的硬度和模量都明显高于Cu₅₉Zr₃₆Ti₅。     

块体非晶合金剪切带的原子力纳米压痕行为

通过原子力显微镜(AFM)纳米压痕实验研究传统纳米压痕实验形成的Fe基非晶合金剪切带区域及未变形区域的变形;结合压痕形貌实时原位观测,探讨块体非晶合金塑性变形局域化的原因.结果表明最大载荷44.6μN下,材料的剪切带、剪切带间和未变形区域的AFM纳米压痕残余面积分别为3274.7、2976.5和2879.2nm2,对应的硬度分别为13.62、14.98和15.49GPa,剪切带区域的硬度值比未变形区域的硬度值降低了约10%,说明塑性变形过程中,过剩自由体积的产生使剪切带结构发生软化.     

Nd_(60)Fe_(30)Al_(10)大块非晶的制备及其热稳定性

采用熔渣包覆水淬法获得了直径为 ６ ｍｍ,长度为 ５０ ｍｍ的非晶 Ｎｄ６０Ｆｅ３０Ａｌ１０合金,并对其非晶形成能力进行了研究．在三元系非晶合金中,除 Ｐｄ基合金外,这是目前所报道的采用水淬法所能获得的最大尺寸的非晶合金 对 Ｎｄ７０Ｆｅ２０Ａｌ１０,在同样的条件下可获得直径为 ３ ｍｍ,长度为 ５０ ｍｍ的部分非晶组织 与普通铜模铸造方法所获得的临界直径相比,前者提高了 ２ ｍｍ,而后者降低了 ４ ｍｍ．利用 ＤＴＡ 和 ＤＳＣ 对 Ｎｄ６０Ｆｅ３０Ａｌ１０合金的熔点和形成能力进行了分析,所计算的临界冷却速率为０．５５Ｋ／ｓ,表明该合金具有较大的非晶形成能力．表观晶化能计算结果和 ＤＳＣ曲线分析表明,Ｎｄ６０Ｆｅ３０Ａｌ１０非晶的热稳定性较低     

Fe-Co-B-Si-Nb-Cr块体非晶合金在纳米压痕过程中的变形行为

利用纳米压痕技术研究直径为3 mm的{[(Fe0.6Co0.4)0.75B0.2Si0.05]0.96Nb0.04}96Cr4块体非晶合金的变形行为以及加载速率对其塑性变形行为的影响规律.结果表明:该块体非晶合金在低加载速率下表现出显著的锯齿流变,而在高的加载速率下表现为连续的塑性变形;在纳米压痕过程中,该块体非晶合金出现室温蠕变现象,且其硬度值随着加载速率的增大而减小.     

块状非晶合金纳米压痕微区形变的研究

对Zr55A110Ni5Cu30块状非晶合金进行了室温纳米压痕实验，利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜揭示了非晶合金的微区形变特征。结果表明：在压痕周围形成离散的剪切带，形变引起了块状非晶合金局部自由体积增加。利用自由体积模型对非晶合金的微区形变机制进行了分析。     

机械合金化制备Al_(65)Fe_(25)Ni_(10)纳米合金粉的磁性研究

用机械合金化法制备A165Fe25Ni10纳米合金粉末.采用X射线衍射(XRD)、振动样品磁强计(VSM)研究了其结构和磁性随球磨时间的演变.结果表明:在球磨初期,粉末晶粒尺寸急剧减小,内应变迅速增大:球磨50 h后晶粒尺寸、内应变基本保持稳定.矫顽力(Hc)随球磨时间的增加先增大,球磨50 h后急剧减小.在晶粒尺寸较小时,矫顽力与晶粒尺寸的六次方成正比;晶粒尺寸较大时,矫顽力与晶粒尺寸成反比.     

Zr_(56)Cu_(19)Ni_(11)Al_9Nb_5非晶合金的腐蚀行为

通过浸泡法、动电位极化法、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDX)和X射线光电子能谱(XPS),研究了Zr_(56)Cu_(19)Ni_(11)Al_9Nb_5非晶合金分别在3.5%的NaCl、1mol/L的NaOH和1mol/L的H_2SO_4溶液中的腐蚀和电化学性能。结果表明,试样在3.5%的NaCl、1mol/L的NaOH和1mol/L的H_2SO_4溶液中浸泡2 256h后,肉眼未发现明显腐蚀。SEM观察发现试样发生局部腐蚀,耐腐蚀性在3.5%的NaCl溶液中最差,在1mol/L的NaOH溶液中次之,在1mol/L的H_2SO_4溶液中最好。动电位极化测试结果表明,在3.5%的NaCl溶液中未发生钝化,由于Cl~-的破坏作用,钝化膜发生局部溶解,腐蚀电流密度最大,耐腐蚀性最差。在1mol/L的NaOH和1mol/L的H_2SO_4溶液中发生钝化,生成致密而稳定的钝化膜,且在1mol/L的H_2SO_4溶液中自腐蚀电位和点蚀电位更高,腐蚀电流密度更小,钝化区更宽,钝化膜的稳定性和保护性能更好,耐腐蚀性更好。EDX和XPS分析表明,试样在3.5%的NaCl、1mol/L的NaOH和1mol/L的H_2SO_4溶液中的腐蚀产物主要为ZrO_2、Cu_2O、Al_2O_3、NiO和Nb_2O_5。     

Fe_(86)Zr_5Nb_1B_8和Fe_(86)Zr_1Nb_5B_8非晶纳米晶合金微观结构的研究

对采用单辊快淬法制备Fe_(86)Zr_5Nb_1B_8和Fe_(86)Zr_1Nb_5B_8非晶纳米晶合金薄带在不同温度下进行退火处理。利用X射线衍射仪和扫描电镜研究合金的微观结构。结果表明:Fe_(86)Zr_5Nb_1B_8和Fe_(86)Zr_1Nb_5B_8合金的自由面存在α-Fe相(200)晶面择优取向;随着退火温度的升高,Fe_(86)Zr_5Nb_1B_8和Fe_(86)Zr_1Nb_5B_8合金自由面和贴辊面α-Fe相的平均晶粒尺寸变化比较复杂。     

Zr_(65)Al_(10)Ni_(10)Cu_(15)非晶合金的超塑性

Ｚｒ６５Ａｌ１０Ｎｉ１０Ｃｕ１５非晶合金的超塑性１９９０年代初发现具有６０Ｋ以上宽的过冷液相区和强的非晶形成能力的Ｚｒ基合金,能够通过非晶粉末固结法或在低冷却速度下铸造来生产大块非晶合金材料。研究了具有很大过冷液相区（１０５Ｋ）的Ｚｒ６５Ａｌ１０Ｎｉ...     

Ti离子辐照下Zr_(55)Cu_(30)Al_(10)Ni_5非晶合金的晶化行为及腐蚀性能

研究了40 k V Ti离子辐照对Zr55Cu30Al10Ni5非晶合金晶化行为和腐蚀性能的影响。通过X射线衍射和差示扫描量热分析,结果表明离子辐照导致样品发生晶化,其物相与退火晶化物相有明显差异。与8.1×1017ions/cm2剂量相比,辐照剂量为2.7×1017ions/cm2时晶化量更多。电化学极化曲线和扫描电镜结果表明,辐照后样品在Na Cl溶液中的腐蚀类型为点蚀,在Na OH溶液中为均匀腐蚀,辐照后样品在两种测试溶液中的耐腐蚀性能均比铸态样品好。     

大块非晶Nd_(60)Fe_(20)Co_(10)Al_(10)合金在晶化过程中磁粘滞行为的研究

通过铜模吸铸法制备出了Nd_(60)Fe_(20)Co_(10)Al_(10)大块非晶合金,研究了该合金在晶化过程中的结构与磁性能,并利用等待时间法研究了其在晶化过程中的磁粘滞行为,结果表明:在453~783 K温度退火时,合金的磁性能变化不大。当退火温度高于783 K时,合金的剩余磁化强度(M_r)、饱和磁化强度(M_s)和矫顽力(_iH_c)的值均急剧降低,在803K退火后,合金完全晶化,铁磁性消失。当合金在703和753 K退火后,合金的激活体积v_a和激活直径Da的数值变化不大,而合金的扰动场H_f则呈现先上升后下降的现象,并且在703 K时达到最大值,这是因为703 K样品中存在的亚稳相造成了扰动场的增加。此外,还讨论了这些微观磁性参数与合金宏观磁性能的关联性。     

纳米压痕法研究Si对Mg60Cu30Y10非晶合金的影响

利用纳米探针仪研究硅元素对Mg60Cu30Y10非晶合金的载荷-位移曲线和力学性能的影响。结果显示,Mg60Cu30-xY10Six非晶合金载荷-位移曲线上不连续锯齿状台阶对应其剪切带的形成和扩展。随着硅元素含量的增加,相同加载速率下,载荷-位移曲线上的台阶逐渐减少,直至消失。随着加载速率和应变速率的不断增加,非晶合金Mg60Cu30-xY10Six载荷-位移曲线上的锯齿状台阶逐渐消失。非晶合金Mg60Cu30-xY10Six的力学性能不是简单地随着组元的含量、数量等参数的增大而提高     

Zr基块体金属玻璃蠕变行为的纳米压痕研究

在本工作中,通过纳米压痕实验研究了加载速率和保载时间对(Zr0.6336Cu0.1452Ni0.1012Al0.12)97.4Er2.6块体金属玻璃（BMG）的蠕变变形行为的影响。实验结果表明,合金试样的蠕变位移随着加载速率或保载时间的增加而增大。另一方面,合金样品的硬度（H）也随着加载速率或保载时间的增加而降低。合金试样在纳米压痕过程中具有尺寸效应,合金试样的硬度随着压痕深度的增加而降低。合金试样在纳米压痕过程中具有锯齿流动现象,并且该现象具有速率依赖性。具体而言,随着加载速率的减小,锯齿流动现象更加明显。合金试样的蠕变应力指数随着加载速率或保载时间的增加而减小。     

镍基单晶合金压痕蠕变研究

为了探索用压痕法确定晶体学蠕变应力指数的可行性,采用晶体塑性理论模型对不同取向镍基单晶合金压痕蠕变行为进行了有限元模拟。研究表明,晶体学对称性会导致压痕表面应力呈现特定的对称性;晶体取向对压痕蠕变深度及其扩展速率具有显著的影响。通过开展不同载荷下的压痕蠕变模拟,获得相应的稳态压痕深度扩展速率,再通过线性回归的方法可有效获得晶体学蠕变应力指数。本文提出的确定蠕变应力指数的方法不受晶体取向的影响,有望应用于各向异性高温合金蠕变性能评估。     

Fe_(70)Al_(30-x)Si_x合金有序-无序转变使磁性提高

正E.Legarra等人研究Fe_(70)Al_(30-x)Si_x合金破碎和球磨时有序-无序转变对磁性影响。X-射线衍射测定表明,3个有序化试样都同时存在DO_3和B2结构,其无序化有两步。第一步,DO_3相首先无序化。第二步,当     

Cu对非晶Fe_(74)Al_4Ga_2P_(12)B_4Si_4合金晶化行为的影响

研究了Fe74Al4Ga2P12B4Si4和Fe73Al4Cu1Ga2P12B4Si4合金在500～550℃的等温晶化行为,并分析了Cu对Fe74Al4Ga2P12B4Si4合金晶化行为的影响。采用XRD和DSC分析晶化相组成。结果表明,Cu降低合金的晶化温度,使得DSC图像上的玻璃转变温度消失,在铸态组织中出现淬态核。同时Cu的富集为α-Fe的形核提供大量的形核中心,阻止晶粒的长大,使合金纳米化,改变了合金的晶化方式和最终晶化产物。     

Nd_(10)Fe_(83)B_(6)Al_1纳米晶合金的剩磁和微结构

用非晶晶化法制取了Ｎｄ１０Ｆｅ８３Ｂ６Ａｌ１双相纳米晶合金,研究了这种合金的微结构和剩磁增长。合金以纯Ｆｅ、纯Ｎｄ和Ｆｅ－Ｂ合金为原料,在氩气气氛中于电弧炉中熔化。用单辊快淬法制取了厚０．０２５ｍｍ、宽０．５ｍｍ的条带,水冷钥辊的圆周速度为３５ｍ／ｓ。非晶鳞片经８７３～１０７３Ｋ的真空退火。用Ｘ射线衍射仪和透射电镜检查微结构,用振动样品磁强计测出退磁曲线。实验结果表明,快淬样品均为非晶态,在退火温度８６８Ｋ附近产生了非晶晶化,晶化样品由纳米尺寸的Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ和ｂｃｃ－Ｆｅ相组成,ｂｃｃ－Ｆｅ…     

Zr_(47)Cu_(44)Al_9大块非晶合金的变温晶化行为

利用示差扫描量热仪(DSC)研究了Zr_(47) Cu_(44)Al_9大块非晶合金在连续升温过程中的的变温晶化行为.利用Kissinger方法计算其特征温度表观激活能,利用Doyle方法计算其局域激活能.结果表明,Zr_(47) Cu_(44)Al_9大块非晶合金具有良好的热稳定性.利用Kissinger方法计算得到的其玻璃转变激活能E_g为390.2kJ/mol、晶化激活能E_x为325.1kJ/mol、晶化峰值的激活能E_p为299.5kJ/mol.随着加热速率的提高,各特征温度值向高温端移动,其晶化峰值温度所对应的晶化体积分数减小.局域激活能随着非晶晶化体积分数的增加而逐渐减小.