Pd_(77.5)Cu_6Si_(16.5)块体非晶合金的制备与热稳定性

采用玻璃包覆净化方法和水淬法,制备出了尺寸达7mm的Pd77.5Cu6Si16.5块体非晶合金样品。热分析结果表明,与熔体旋淬甩带法制备的Pd77.5Cu6Si16.5非晶条带样品相比,所制备的Pd77.5Cu6Si16.5块体非晶合金样品具有更低的玻璃转变温Tg、更高的初始晶化温度Tx和更宽的过冷液相温度区间ΔT(ΔT=Tx-Tg)。研究结果表明,采用玻璃包覆净化法有效去除了Pd77.5Cu6Si16.5合金熔体中的异质核心,显著提高了该合金熔体的稳定性和所制备的Pd77.5Cu6Si16.5块体非晶合金的热稳定性,提高了该合金的非晶形成能力。     

Zr43Cu50Al7块体非晶合金的结构弛豫和晶化研究

在不同加热速率下应用差示扫描量热法(DSC)研究了Zr43Cu50Al7块体非晶合金的结构弛豫现象和晶化行为,得到了满意的晶化曲线.由晶化曲线得到弛豫峰与玻璃转变温度(Tg)、晶化起始温度(Tx)和晶化峰温度(Tp).Zr43Cu50Al7非晶合金的过冷液相区ΔTx达76.2 K,具有较强的玻璃形成能力.对所得到的弛豫峰作了初步的研究,并运用Kissinger法和Deloy法分别计算出玻璃转变激活能Eg、晶化起始激活能Ec、晶化峰的激活能Ep和晶化阶段激活能Ex.结果表明Zr43Cu50Al7块体非晶合金具有良好的热稳定性.     

Cu48Zr45Al7块体非晶合金的晶化行为及热力学性能研究

采用水冷铜模吸铸工艺制备出了片状Cu48Zr45Al7,块体非晶合金.X射线衍射(XRD)表明,样品为完全非晶.利用差示扫描量热分析仪(DSC)在不同的升温速率下连续加热测得该片状非晶合金的热稳定性参数值,均随着升温速率的增加而增加,表明其玻璃转变和晶化行为均存在显著的动力学效应.运用Kissinger法计算出其玻璃转变温度激活能(Eg)、晶化温度激活能(Ex)和峰值温度激活能(Ep)分别为424.7 kJ·mol-1,326.3 kJ·mol-1和297.1kJ·mol-1.从热力学模型角度出发,对该合金的非晶形成能力进行了分析,计算出其混合焓ΔHchem=-25.55 kJ.mol-1和归一化错配熵So/kB=0.78.结果表明,该块体非晶合金具有较强的非晶形成能力(AFA)NI良好的热稳定性.     

Cu48Zr4l7块体非晶合金的晶化行为及热力学性能研究

采用水冷铜模吸铸工艺制备出了片状Cu48Zr45Al7,块体非晶合金.X射线衍射(XRD)表明,样品为完全非晶.利用差示扫描量热分析仪(DSC)在不同的升温速率下连续加热测得该片状非晶合金的热稳定性参数值,均随着升温速率的增加而增加,表明其玻璃转变和晶化行为均存在显著的动力学效应.运用Kissinger法计算出其玻璃转变温度激活能(Eg)、晶化温度激活能(Ex)和峰值温度激活能(Ep)分别为424.7 kJ·mol-1,326.3 kJ·mol-1和297.1kJ·mol-1.从热力学模型角度出发,对该合金的非晶形成能力进行了分析,计算出其混合焓ΔHchem=-25.55 kJ.mol-1和归一化错配熵So/kB=0.78.结果表明,该块体非晶合金具有较强的非晶形成能力(AFA)NI良好的热稳定性.     

B对Fe_(94-x)Nb_6B_x非晶合金热稳定性、软磁性能和电阻率的影响

采用单辊甩带法制备Fe_(94-x)Nb_6B_x(x=13,15,17)(摩尔分数,x%)非晶合金,并用X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热分析仪(DSC)、振动样品磁强计(VSM)和四探针测试仪等研究B含量对其热稳定性、软磁性能和电阻率的影响规律。结果表明:Fe_(94-x)Nb_6B_x非晶合金的晶化过程分两个阶段进行,Fe_(77)B_6Nb_(17)合金具有高热稳定性和良好的非晶形成能力,其晶化起始温度T_(x1)为864 K,过冷液相区ΔT_x、T_(rg)和γ分别为48 K、0.524和0.359。Fe_(94-x)Nb_6B_x非晶合金的饱和磁感应强度为80~108 A·m~2/kg,电阻率为122~133μ?·cm。合金的非晶形成能力和电阻率随B含量的增加而增加,软磁性能则随B含量的增加呈先增大后减小的趋势。Fe_(94-x)Nb_6B_x非晶合金较高的非晶形成能力、优良的软磁性能和高电阻率使得其可以作为一种功能材料来使用。     

Fe41Co7Cr15Mo14Y2C15B6大块非晶合金的变温晶化动力学研究

采用差热分析法(DTA)研究了具有高玻璃形成能力的Fe41Co7Cr15Mo14Y2C15B6块体非晶合金的变温晶化动力学.由热分析曲线得到玻璃转变温度Tg、晶化起始温度Tx和晶化峰值温度Tp1、Tp2,这些特征温度具有明显的动力学效应.运用Kissinger法和Ozawa法分别计算出不同升温速率下该Fe基块体非晶合金的玻璃转变激活能Eg、晶化激活能Ex与激活能Ep1、Ep2.采用Kissinger方法和Ozawa方法解释了此大块非晶合金具有高的热稳定性的热力学机制.     

电阻法探究喷铸温度对Zr_(57)Cu_(20)Al_(10)Ni_8Ag_5非晶热稳定性及结构弛豫的影响

采用铜模喷铸法制备出Zr_(57)Cu_(20)Al_(10)Ni_8Ag_5大块金属玻璃,通过电阻法探究喷铸温度对其热稳定性及结构弛豫的影响。结果表明,提高该金属玻璃制备时的喷铸温度,使晶化转变点Tx明显滞后和过冷液相区ΔT增大,表明金属玻璃热稳定性增强。此外,运用电阻法研究了金属玻璃在低温下的结构弛豫,发现约化电阻率曲线存在"拐点"的异常变化。随着喷铸温度的升高,"拐点"的开始温度点Tonset提前,且金属玻璃结构弛豫强度增强。     

(Cu50Zr50)92Al8块体非晶合金高温塑性变形过程中的晶化行为

采用水冷铜模吸铸法制备直径2mm的(Cu50Zr50)92Al8块体非晶合金。利用X射线衍射(XRD)、差示扫描量热分析仪(DSC)对该非晶合金的结构及热力学参数进行表征。利用万能试验机在过冷液相区内对该非晶合金进行压缩变形,研究变形量(20%,60%和80%)对非晶合金显微结构和热稳定性的影响。结果表明,塑性变形使得该非晶合金的热稳定性降低,并导致其部分晶化,其晶化程度取决于合金的变形量的大小,当变形量为80%时,该合金的XRD图谱中出现了明显的晶化峰。晶化相的析出使得变形后的非晶合金的显微硬度有明显提高。     

电阻法和DSC法研究Cu_(36)Zr_(48)Al_8Ag_8非晶合金结构变化的对比

采用电阻法和DSC法研究了Cu_(36)Zr_(48)Al_8Ag_8非晶合金加热过程中的结构变化,并对两种方法的测量结果进行对比。结果表明:电阻法和DSC法所能探测到的Cu_(36)Zr_(48)Al_8Ag_8非晶合金加热过程中结构转变的特征温度吻合度很高;在1 K/min升温速率下,DSC法无法探及热效应微弱的弛豫机制的改变和玻璃转变,而电阻法却能敏锐探测到这些结构的变化;温度测量范围较高的电阻法探测到Cu_(36)Zr_(48)Al_8Ag_8非晶合金在更高温度下发生第二阶段晶化。     

Cu_(46)Zr_(47-x)Al_7Ti_x(x=0,1.5)非晶合金晶化动力学研究

采用铜模吸铸法制备Cu46Zr47-xA l7Tix(x=0,1.5)大块非晶合金。用X射线衍射仪(XRD)确定合金的结构,采用差示扫描量热仪(DSC)对非晶合金的晶化动力学进行了研究。结果显示,随着升温速率的加快,这两种非晶合金的玻璃转变温度Tg,晶化开始温度Tx和晶化峰值温度Tp均向高温区移动,且过冷液相区逐渐加宽,表明非晶合金的玻璃化转变和晶化均具有动力学效应。利用K issinger方程计算合金的晶化激活能。通过晶化动力学研究了热稳定性和晶化反应速率常数之间的关系,以及Ti元素添加对Cu-Zr-A l大块非晶合金热稳定性的影响。     

W_(17.9)Ni_(65.6)B_(13.5)V_3非晶合金的非等温晶化动力学

采用单辊急冷法制备了W_(17.9)Ni_(65.6)B_(13.5)V_3(at%)非晶薄带,并用X射线衍射(XRD)和示差扫描量热分析仪(DSC)研究了该非晶合金的变温晶化动力学。结果表明:玻璃转变温度Tg、晶化起始温度Tx和晶化峰值温度Tp均随着升温速率的增加而提高,具有明显的动力学效应;利用Kissinger方程和Ozawa方程求出的W_(17.9)Ni_(65.6)B_(13.5)V_3非晶合金的晶化激活能Ex分别达456.9和471.1 kJ/mol,表明非晶合金具有较强的热稳定性;该晶化激活能Ex均小于晶体长大激活能Ep,表明形核过程比晶粒长大过程更容易,该非晶合金在一定条件下退火容易获得超细晶粒组织。     

Ti40Zr25Ni8Cu9Be18非晶合金的晶化行为研究

采用吸铸法制备出直径3mm的Ti40Zr25Ni8Cu9Be18块体非晶合金，并采用X射线衍射（XRD）、差示扫描量热（DSC）和透射电镜（TEM）研究了非晶合金试样的结构，同时，分别采用连续升温晶化方法和等温退火方法研究了该非晶合金的晶化动力学行为和晶化过程中的相转变。结果表明：该非晶合金的结构弛豫和晶化行为均具有显著的动力学特征，且具有较好的热稳定性，其过冷液相区宽度△Tx为54K，一级晶化激活能Ep1为213．04kJ／mol；晶化过程为二级晶化反应，第1阶段晶化对应I相从非晶基体中析出，第2阶段的晶化反应则包括：I相转变为Laves相和Laves相从残余非晶基体中直接析出。     

电脉冲孕育处理对Zr基块体非晶热稳定性及退火晶化的影响

通过先对Zr55Ni5Al10Cu30合金熔体施加脉冲电流处理,再利用非真空吸铸法制备出Zr55Ni5Al10Cu30块体非晶合金的方式,研究了电脉冲孕育处理对非晶热稳定性及退火晶化的影响。差分扫描量热(DSC)及X射线衍射(XRD)分析结果表明:经电脉冲孕育处理后Zr55Ni5Al10Cu30块体非晶合金的玻璃转变温度上升,晶化温度降低,过冷液相区变窄,同时玻璃转变激活能和晶化激活能有所减少。电脉冲孕育处理没有改变Zr55Ni5Al10Cu30块体非晶合金退火晶化相演变过程,但提高了非晶退火晶化率。电脉冲孕育处理对Zr55Ni5Al10Cu30块体非晶合金的晶化起到了促进作用。     

加压退火对Gd_(36)La_(20)Al_(24)Co_(20)块体非晶合金晶化行为和热稳定性的影响

用铜模铸造法制备了Gd_(36)La_(20)Al_(24)Co_(20)块体非晶合金,并在其过冷液相区内不同温度及不同压力下进行了加压退火处理.通过XRD和DSC研究了加压退火处理对该非晶合金晶化行为及热稳定性的影响规律.结果表明,加压退火抑制了Gd_(36)La_(20)Al_(24)Co_(20)非晶合金的晶化过程,其晶化激活能E随退火压力的增加而增大,分析了相关的机理.     

加压退火对 (La0.6Ce0.4)65Al10Cu25块体非晶合金晶化行为和热稳定性的影响

利用铜模铸造法制备了(La0.6Ce0.4)65Al10Cu25块体非晶合金,并在其过冷液相区内不同温度下,采用不同压力对该非晶合金进行加压退火处理,通过X射线衍射仪和差示扫描量热法研究了加压退火处理对该非晶合金晶化行为及热稳定性的影响。结果表明,加压退火促进了(La0.6Ce0.4)65Al10Cu25非晶合金的晶化过程,使得晶化初始温度Tx降低(dTx/dP=-5.17K/GPa),晶化激活能Ep随退火压力的增加而增大,并从能量和化学短程序畴的角度解释了加压退火对(La0.6Ce0.4)65Al10Cu25非晶合金晶化过程的影响机理。     

冷却速率对Zr-Co-Al-Y非晶合金热稳定性和耐蚀性能的影响

运用铜模吸铸法,制备了直径分别为2 mm、4 mm、6 mm的(Zr56Co28Al16)98Y2阶梯型非晶合金,运用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)表征试样的结构,运用差示扫描量热仪(DSC)分析其热力学行为并表征自由体积的大小,运用电化学工作站测试腐蚀性能。结果表明,随着冷却速率的降低,晶化温度Tx、过冷液相区宽度ΔTx、结构弛豫焓ΔH0和晶化放热焓ΔH减小,热稳定性降低,并且在4 mm和6 mm试样非晶基体上有纳米晶的析出。而随着冷却速率的降低,非晶合金的耐蚀性提高。     

Fe_(52-x)Co_(14)Nb_4Mo_3Ni_5B_(22)Cr_x多组元块体非晶合金的热学和软磁性能

采用铜模铸造法制备Fe_(52-x)Co_(14)Nb_4Mo_3Ni_5B_(22)Cr_x(x=0, 2, 3, 4; at.%)多组元块体非晶合金。采用X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热分析仪(DSC)和振动样品磁强计(VSM)等手段探究了Cr含量对合金非晶形成能力及软磁性能的影响。DSC曲线表明,合金经历2次晶化过程,Cr含量增加使得合金成分接近深共晶点。随着Cr含量的增加,合金的过冷液相区ΔTx由36 K增加到51 K,晶化起始温度Tx1由842 K增加至872 K。VSM结果表明,Fe_(52-x)Co_(14)Nb_4Mo_3Ni_5B_(22)Cr_x非晶合金其饱和磁感应强度Ms随着Cr含量的增加而减小。制备得到的多组元块体非晶合金具有高非晶形成能力和优异软磁性能,适合于作为一款优异的磁性元器件材料使用。     

制备冷速对Fe_(40)Ni_(40)P_(14)B_6非晶态合金晶化动力学的影响

通过J-quenching和melt-spinning技术制备Fe_(40)Ni_(40)P_(14)B_6块体非晶态合金和非晶薄带样品。利用差示扫描量热法对这两个不同制备冷速下获得的非晶态合金样品的热力学行为以及晶化过程的非等温晶化动力学行为进行研究。结果表明:两种样品的玻璃转变温度和初始晶化温度没有明显的差别,但非晶薄带总的晶化放热焓要大于块体非晶态合金的。随着制备冷速的降低,样品的表观激活能增加,两种制备技术获得的非晶态合金的局域Avrami指数(n)大部分处于1.5~2.5之间,表明晶化机制为受扩散控制的共晶型长大,且小尺寸晶粒长大的同时还伴有形核,形核率随时间减小。样品的n指数同样随着制备冷速的降低而减小,低制备冷速下获得的样品具有较高程度的短程有序。     

升温速度对Zr65Ni10Cu17．5Al7．5块体非晶合金晶化的影响

采用差示扫描量热法(DSC)研究了不同加热速率下Zr65Ni10Cu17.5Al7.5块体非晶合金从玻璃转变到熔融温度区间中的晶化过程.结果显示,在升温过程中该非晶合金的晶化过程存在3个阶段,每个阶段对应的晶化起始温度和晶化峰值温度都随升温速度的升高而向高温区域移动,并用JMA理论和热分析动力学进行分析.通过淬火并结合XRD分析,发现随着温度升高,对应这3个阶段的合金相是由准晶相经四方晶系的Al2Zr3和NiZr2混合相向四方晶系的CuZr2、立方晶系的NiZr2以及斜方晶系的Al3Zr2的混合相进行晶化转变,并且每个阶段的晶化产物和晶粒尺寸随升温速度的提高变化不大,并发现高升温速度下第二阶段的晶化对第一阶段有抑制作用.     

Cu_(46)Zr_(46)Al_8块体非晶合金的晶化动力学研究

在连续加热和等温加热条件下,对Cu_(46)Zr_(46)Al_8块体非晶合金的晶化动力学行为进行了研究。在连续加热条件下,非晶合金具有与升温速度相关的非常明显的动力学特征。利用Kissinger方程计算得到的晶化激活能Ex和Ep分别为(355±10)kJ/mol和(403±10)kJ/mol。借助Johnson-Mehl-Avrami (JMA)模型,通过求解等温晶化过程的Avrami指数和局部Avrami指数揭示了非晶合金的晶化机制。这一晶化机制在其晶化激活能与晶化体积分数的关系中得到验证。等温晶化动力学研究表明,Cu_(46)Zr_(46)Al_8块体非晶合金在过冷液相区的晶化为初级晶体相的长大和二级晶化相的形核、长大的共同作用机制。