添加微量Mo对铜基块体非晶合金耐蚀性的影响

采用动电位极化和交流阻抗谱技术(EIS)研究了(Cu47Zr11Ti34Ni8)100-x Mox(x=0,2)块体非晶合金在1mol/L H2SO4溶液中的室温电化学行为.结果表明,x=2的钝化膜破裂电位(Eb)显著上升,致钝化电位(E0)与维钝电流密度(ip)明显减小.这主要是由于在稳定的钝化区内,微量Mo的添加增加了基体合金中的"氧空位"和表面活性,抑制了阴离子空位在金属/表面膜(M/F)界面上的形成,促使元素Zr和Ti在M/F界面上快速形成相应的氧化物,并增加了钝化层中氧化层的厚度和稳定性.根据该体系在电解质中的电化学反应,基于点缺陷模型(PDM)建立了简单的动力学模型.利用该模型,结合EIS数据,分析了微合金化提高铜基块体非晶合金耐蚀性能的机理.     

Cu-Zr-Nb系铜基块体非晶合金的形成

Cu8Zr3和Cu10Zr7相中存在Cu8Zr5和Cu6Zr5团簇结构,它们与Cu-Zr系的两个深共晶点Cu61.8Zr38.2和Cu56Zr44对应. Cu64Zr36是Cu-Zr二元系具有最大玻璃形成能力的成分点.依据形成块体非晶的＂变电子浓度线判据＂,以Cu64Zr36,Cu61.8Zr38.2和Cu56Zr44 3个二元成分为出发点,以Nb元素为第三组元,建立变电子浓度线（Cu64Zr36）100-xNbx,（Cu61.8Zr38.2）100-xNbx和（Cu56Zr44）100-xNbx.采用分步熔炼法,由铜模吸铸法制备直径为3 mm的合金棒.块体非晶的玻璃形成区及玻璃形成能力由XRD和热分析确定.结果表明,添加少量Nb（原子分数,x≤3）可以显著提高Cu-Zr二元系的玻璃形成能力.具有最大Tg/Ti值（0.626）的成分Cu60.3Zr37.2Nb2.5位于具有Cu8Zr5团簇和最深共晶点的Cu61.8Zr38.2向第三组元Nb的连线上.结合Cu-Zr二元体系的团簇结构讨论了Cu-Zr-Nb系块体非晶的形成.     

块体非晶(玻璃态)合金功能材料

Fe Co Ga P C B铁基非晶合金的软磁性能〔1〕　近年来发现了一系列铁基的多元非晶合金Fe (Al,Ga) (P ,C ,B ,Ge ,Si)和Fe (Nb ,Mo ,Zr ,W ) B等 ,它们具有很大的过冷液相区 (5 8～ 88K)并能用铜模铸造法生产 2～ 6mm直径的非晶态棒材。但这些大块非晶合金含Fe量都少于 73% (原子 ) ,以致饱和磁化强度不高 (<1 1T)。最近开发了含Fe更高的高饱和磁化强度 (1 3T左右 )块体非晶合金Fe75Ga5P12C4 B4 。为了进一步改善这一合金的性能 ,研究了加Co的效果。研究用的合金是由纯铁、钴、镓和预制合金铁碳、铁磷块、纯硼晶体原料配料在…     

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。     

Ti基块体非晶合金在酸性溶液中的腐蚀行为（英文）

研究Ti_34.3Zr_31.5Cu₅Ni_5.5Be_23.7块体非晶合金在不同浓度HCl和H₂SO₄溶液中的腐蚀行为。电化学测试与扫描电子显微镜分析发现,在极化过程中,Cl^-离子在HCl溶液中引发点蚀损伤,点蚀电位随溶液浓度的增大而降低,被腐蚀表面的损伤程度则与溶液浓度呈正相关。在H₂SO₄溶液中材料表面形成钝化膜,表现出良好的耐蚀性。X射线光电子能谱分析发现,随着HCl溶液浓度的增加,钝化膜的稳定性降低。通过浸泡实验得到4种材料的腐蚀速率。结果显示,Ti_34.3Zr_31.5Cu₅Ni_5.5Be_23.7块体非晶合金在HCl溶液中的耐腐蚀性能最好,其腐蚀速率为7.22×10^-3 mm/a,约为316L不锈钢腐蚀速率的1/1294。     

固结参数对热压成型铜基块体非晶合金力学性能的影响

采用雾化法制备Cu50Zr40Ti10非晶合金粉末,在大气环境下将其热压成型为块体非晶合金,并基于L9（34）正交实验对热压成型条件进行优化。固结成型的Cu50Zr40Ti10块体非晶合金的抗压强度和应变极限值分别达到1090.4MPa和11.9%。固结压力显著影响块体非晶合金的应变极限和抗压强度,但是固结温度的影响不显著。初始成形力对块体非晶合金的抗压强度的影响不显著而对应变极限的影响很显著。Cu50Zr40Ti10非晶合金粉末的最优热压成型工艺条件为：首先在150MPa压力下进行预成型,然后在380°C和450MPa条件下进行热压。     

铁基块体非晶合金的空泡腐蚀研究

通过对超声空化作用过程中试样表面物相组成变化和试样失重的实验研究,分析了Fe74Al4Ga2P12B4Si4铁基块体非晶合金的空蚀过程。分别采用处于晶态和非晶态的铁基块体合金,在自来水中进行超声空化实验,确定了材料特性对空蚀过程的影响。结合已有的空泡形成和溃灭理论,初步提出了铁基块体非晶合金的耐空蚀机理。     

退火对Ti_(35)Zr_(30)Be_(24)Cu_(7.5)Co_(3.5)块体非晶合金耐磨性的影响

采用销-盘法研究了直径?3 mm Ti_(35)Zr_(30)Be_(24)Cu_(7.5)Co_(3.5)块体非晶合金及其经623 K和653 K退火1 h后的耐磨性,利用SEM分析了磨损形貌。结果表明,经磨损后,试样磨损面显微硬度略有提高,有加工硬化现象出现;623 K温度下退火1 h后,相组成与铸态同为非晶相,试样磨损以局部剪切的塑性流变为主,磨损机制为疲劳磨损;随着温度提高到653 K退火1 h后,合金由部分非晶相及纳米相组成,显微硬度突升到1 042 HV,磨损以碎片剥落及犁沟为主,磨损机制为磨粒磨损。     

Influence of Minor Addition of In on Corrosion Resistance of Cu-Based Bulk Metallic Glasses in 3.5% NaCl Solution

研究了铜基块体非晶合金Cu55-x Zr37Ti8Inx(x=0～5,at%)及Cu61-x Zr34Ti5Inx(x=0～3,at%)在质量分数3.5%NaCl溶液中的耐蚀性。极化曲线结果表明,在铜基非晶合金中添加In元素能明显提高合金的腐蚀电位、降低腐蚀电流密度,即能明显提高耐蚀性。含In的铜基块体非晶合金的腐蚀电流密度(Icorr)值比不含In的铜基块体非晶合金低约1个数量级。而且,利用In适量取代Cu可进一步提高耐蚀性。但过量添加In不利于形成富Zr保护膜,从而降低合金的耐蚀性。     

Zr基块体非晶合金的摩擦磨损行为(英文)

采用销盘式摩擦实验研究Zr基块体非晶合金分别在空气与氩气环境中的摩擦磨损行为。结果表明,在16N和23N2种不同载荷下,非晶试样在氩气中的磨损量都比在空气中的低45%以上。通过X射线衍射仪、差示扫描量热分析仪、扫描电子显微镜和光学表面轮廓仪等检测分析手段对磨损试样摩擦面的形貌和微观结构进行表征,发现在空气中磨损试样的表面存在大量摩擦颗粒和犁沟,而氩气中的试样表面相对平滑;非晶试样的磨损机理在空气中以磨粒磨损为主,而在氩气中则为粘着磨损。     

一种碳纳米管增强的铜基块体非晶合金复合材料(英文)

采用热压成型法制备碳纳米管增强的Cu50Zr40Ti10非晶合金复合材料,并研究碳纳米管添加量对其密度、热导率和力学性能的影响。结果发现,随着碳纳米管含量的增加,块体非晶合金复合材料的密度和抗压强度都降低;当碳纳米管的含量少于0.1%或超过0.6%时,块体非晶合金复合材料的热导率随着碳纳米管含量的增加而降低,然而,当碳纳米管的含量介于0.1%和0.6%之间时,块体非晶合金复合材料的热导率随着碳纳米管含量的增多而增大;当碳纳米管的含量少于1.0%时,块体非晶合金复合材料的应变量与模量明显得到提高,并随着碳纳米管含量的进一步增加块体非晶合金复合材料的应变量与模量明显下降。综合各种性能得出,碳纳米管的添加量少于0.2%为宜。     

Ni对Zr-Cu-Al系非晶合金在NaCl溶液中腐蚀性能的影响

利用动电位极化和电化学阻抗谱研究了Ni元素对Zr-Cu-Al系非晶合金在3.5wt.%NaCl中性溶液中的电化学腐蚀行为的影响规律。结果表明：含Ni元素的Zr₅₅Cu₃₀Ni₅Al₁₀比Zr₅₅Cu₃₅Al₁₀非晶合金在NaCl溶液中具有更优异的耐腐蚀性能。Zr-Cu-Al系非晶合金在NaCl溶液中发生点腐蚀,圆形腐蚀坑内布满泡沫状孔洞。通过腐蚀前后的元素分布对比,发现Zr-Cu-Al非晶合金在Cl^_-作用下合金元素选择性溶解。含Ni元素的非晶合金形成致密的钝化膜,抑制了金属元素的选择性溶解,从而提高了耐腐蚀性能。研究结果可为耐Cl^_-环境腐蚀非晶合金成分设计及其应用提供参考。     

Mg-Ni-RE块体非晶合金的制备及稳定性能

Ag元素替代部分Mg可以改善Mg75Ni15Gd10的非晶形成能力,制备尺寸由3 mm提高到Mg69Ni15Gd10Ag6的7 mm。Ag的添加可提高非晶在盐溶液中腐蚀产物的致密性,使腐蚀电位正移,腐蚀电流降低,提高电化学反应电荷转移电阻,使金属基体腐蚀溶解反应变得困难,使非晶合金Mg75Ni15Gd10在0.1 mol/L NaCl溶液中的腐蚀速率下降62%。同时,Ag的添加可以使非晶合金Mg75Ni15Gd10在90次充/放电后的容量保持率由55%提高到75%。     

Mg-Ni-RE块体非晶合金的制备及稳定性能

Ag元素替代部分Mg可以改善Mg75Ni15Gd10的非晶形成能力,制备尺寸由3mm提高到Mg69Ni15Gd10Ag6的7mm。Ag的添加可提高非晶在盐溶液中腐蚀产物的致密性,使腐蚀电位正移,腐蚀电流降低,提高电化学反应电荷转移电阻,使金属基体腐蚀溶解反应变得困难,使非晶合金Mg75Ni15Gd10在0.1mol/LNaCl溶液中的腐蚀速率下降62%。同时,Ag的添加可以使非晶合金Mg75Ni15Gd10在90次充/放电后的容量保持率由55%提高到75%。     

铸造效应引发的块体非晶合金压缩脆性(英文)

研究Zr52.5Cu17.9Ni14.6Al10Ti5块体非晶合金由于铸造过程中表面与心部冷却速率差异诱发的表面软化层对其室温压缩行为的影响。通过逐层除去铸造表面软化层,块体非晶试样表现出脆性-韧性转变。在室温压缩时,除去表面软化层的试样呈现大量致密、均匀分布的剪切带和较好的塑性;而未除去表面软化层的试样仅萌生出少量剪切带,且发生灾难性断裂。除去软化层的试样变形后自由体积增加,说明在压缩过程中发生了应变软化。除去软化层的试样组织结构相对均匀,剪切带稳定扩展,断面平滑;而未除去表面软化层的试样则呈现出多样的断面形貌。     

块体非晶合金制备方法的研究进展

对大块非晶合金的制备方法进行了总结争归纳,阐述了不同制备方法的基本原理,并对各种制备方法的优缺点进行了讨论.最后根据对不同制备方法的分析及探讨,对大块非晶合金制备方法的研究方向进行了展望.     

Ni元素对非晶合金Mg_(65)Cu_(25)Gd_(10)在NaCl溶液中腐蚀行为的影响

采用析氢腐蚀实验比较了非晶合金Mg65Cu25Gd10和Mg65Cu20Ni5Gd10在1%NaCl溶液中腐蚀性能。利用电化学测试技术和场发射扫描电子显微镜(FESEM)对两非晶合金在NaCl溶液中的腐蚀行为进行了研究。析氢腐蚀实验表明,Ni的加入大大提高了非晶合金Mg65Cu25Gd10抗蚀性能,极化曲线测试结果也表明Mg65Cu20Ni5Gd10非晶合金的腐蚀电流远远小于Mg65Cu25Gd10非晶合金。EIS测试表明,电化学阻抗谱测试结果显示Mg65Cu20Ni5Gd10非晶合金电荷转移电阻高于Mg65Cu25Gd10非晶合金。腐蚀产物形貌观察表明,Ni的加入使非晶合金Mg65Cu20Ni5Gd10腐蚀表面膜更为致密。结合各测试结果,探讨了Ni的加入提高镁基非晶合金耐蚀性机理。     

Zr基和Ti基块体非晶合金的电化学腐蚀性能(英文)

用电化学方法研究Ti基和Zr基非晶合金及与非晶成分相同的Zr基晶态合金在1mol/LH2SO4和3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为。极化曲线测试结果表明:在H2SO4溶液中,Zr基非晶和晶态合金自腐蚀电位比Ti基非晶合金的低;在NaCl溶液中,Zr基晶态合金的自腐蚀电位最低,而且在腐蚀过程中没有发生钝化,然而非晶合金都表现出钝化特性。交流阻抗测试结果表明:在NaCl溶液中非晶合金比晶态合金表现出更好的耐腐蚀性能,但是在H2SO4溶液中并没看到它们之间有明显的区别。表面形貌分析表明:在NaCl溶液中,这2种非晶合金都发生点蚀,而在H2SO4溶液中所有试验合金都表现出类似的特征,试样表面基本保持平整,只是在腐蚀表面的局部区域有一些裂纹出现。     

铜基非晶合金的研究现状及展望

介绍了铜基非晶合金的发展历程,对制备铜基非晶合金的各种方法进行了总结,综述了铜基块状非晶合金的机械性能、耐腐蚀性、电学性能,最后对铜基非晶合金的发展前景进行了展望。     

pH值对块体非晶Pr60Fe30Al10在NaCl溶液中的腐蚀行为影响

利用电化学极化曲线和阻抗图谱（EIS）技术研究了Pr60Fe30Al10块体非晶及其晶化后合金在不同pH值的3．5％（质量分数，下同）NaCl溶液中的腐蚀行为。结果发现，随着pH值的增大2种合金的耐蚀性都增强。即在开路电位Ecorr下，腐蚀电流icorr减小，Ecorr向贵金属方向变化，极化电阻Rp及相应的阻抗图谱等效电阻R＇p增大；当pH值一定时，非晶合金和晶化后台金相比，非晶合金的阳极极化曲线出现了宽的钝化区，EIS Nyquist图谱呈现出更大的容抗弧幅值，从而表现出强的耐蚀性。由极化曲线和交流阻抗技术所得到的极化电阻及腐蚀电流具有很好的一致性。