大块非晶合金的研究进展

综述了大块非晶的形成原理和成分特点,介绍了块状非晶的制造工艺,简要叙述了几类大体积非晶合金的磁性能。     

大块非晶合金制备技术

结合作者近年来在喷射成型法和吸铸法制备大块非晶合金中的研究结果,概述了当今大块非晶合金制备领域的最新研究成果.采用图文并茂的形式,较为详细地介绍了目前国内外研究和应用较为集中的采用液态金属凝固法制备大块非晶合金的方法和原理,并简要分析和比较了常用的液态金属凝固法制备大块非晶合金工艺的优缺点和适用材料.为从事亚稳态金属研究提供了详实的参考.     

大块非晶合金制备原理与技术

利用形核理论，对人块非晶合金的形成条件、控制因素、合金成分设计思路、制备原理与技术等进行了分忻与讨论。非均匀形核的避免和均匀形核的抑制是大块非晶合金成功制备的充分必要条件，前者要通过外部熔炼条件的有效控制来实现，包括：熔炼提纯、合理的冷却介质和惰性气氛保护等：后者要通过合理的成分设计来实现，包括：多组元、高原子尺寸比、人负混合热、低熔点组元或低熔点共晶。     

大块非晶合金的电子束焊接

近年来已能用较低的冷却速度 (1～ 10 0Ｋ/ｓ)直接由熔体制取厚度 10ｍｍ左右的高玻璃形成能力的大块非晶合金。这种大块非晶合金也具有在晶化前很宽的过冷液相区和高变形率超塑性以及在过冷液相状态优良的加工性。在 2 0 0 1年日本熊本大学解决了大块非晶合金材料的焊接问题 ,     

大块非晶合金研究进展

非晶合金具备优异的物理化学性能,在电子、机械、化工、国防等领域具有广泛的应用前景。本文从非晶合金体系,非晶形成机理、形成能力、制备方法、性能特点与应用等方面回顾了块体非晶合金的研究进展,分析了推进块体非晶合金应用而当前需要着重努力的方向。     

电弧炉坩埚浇铸法制备锆基块体非晶

采用电弧炉坩埚浇铸法制备Zr50Cu40Al10三元锆基块体非晶,研究了电磁搅拌合金熔体的作用.结果表明,虽然在该方法中合金熔体是仅在重力作用下自由充填铸模型腔,但与常用的真空吸铸铜模铸造法相比,铸模对合金熔体的激冷能力并没有明显的降低.电磁搅拌可减小合金熔体与坩埚底部由于欧姆接触所造成的“晶核污染”,因而使锆基块体非晶态合金具有更宽的过冷液相区温度范围△Tx和更高的热稳定性.     

大块非晶合金的研究历程

本文简述了大块非晶合金的发展过程和该领域的最新研究进展,并从成分结构条件、热力学条件、动力学条件等方面阐述了大块非晶合金的形成机制,介绍了目前常用的制备方法、大块非晶合金优异的性能和应用前景,并分析了其产业化的可行性。     

非晶合金的制备

综述了制备非晶的各种方法,介绍了大块非晶的制备途径,对一些方法特点进行了讨论,并对它们进行了初步对比。     

富铁Fe-Nd-Al系大块非晶合金的制备及其性能

利用普通的铜模铸造制备了一系列富Fe的Fe-Nd-Al块状非晶合金,采用X射线衍射仪、差示量热扫描仪、振动样品磁场仪和Instron万能材料试验机研究了Fe-Nd-Al块状非晶合金的热稳定性、室温磁性和力学性能。结果表明：Fe50Nd35Al15、Fe45Nd40Al15和Fe42.5Nd42.5Al15块状非晶合金的△Tm（△Tm=Tm-Tx）和晶化开始温度（Tx）与熔点（Tm）的比值分别为106、90和64K及0.88、0.90和0.93;其临界尺寸分别为1.5、3和4mm。此外,随Fe含量的减少,大块非晶的非晶形成能力和硬磁性能提高,但其力学性能有所下降。     

(Fe,Co,Ni)-Si-B系大块非晶合金

近年来对于开发具有优良磁性能和高玻璃形成能力的新型铁基非晶合金的要求日益增长 ,相继开发了(Ｆｅ ,Ｃｏ ,Ｎｉ) (Ｚｒ ,Ｈｆ ,Ｎｂ) Ｂ、Ｆｅ Ｓｉ Ｃ Ｂ、Ｆｅ Ｎｂ Ｂ、Ｆｅ (Ｃｒ,Ｍｏ) (Ｃ ,Ｂ)、Ｆｅ Ｇａ (Ｐ ,Ｃ ,Ｂ)系Ｆｅ基等一系列块体非晶合金。发现 (Ｆｅ ,     

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。     

Johnson锆基大块非晶态合金的研究应用现状

介绍了Johnson锆基大块非晶态合金的发展历史、产品和市场应用。重点介绍了这种新合金的各种独特性能，以及围绕它的各种性能进行的产品开发和市场应用。     

快速凝固粉末冶金技术制备大块非晶材料

大块非晶合金具有高的强度、硬度等力学性能及优异的磁学性能，具有大块非晶形成能力的合金存在一个过冷温度区间，在该区间内合金呈牛顿流动状态，可以进行超塑成形。阐述了大块非晶合金一系列优异的性能，并对目前大块非晶合金的制备方法进行比较，指出快速凝固粉末冶金技术在该领域内的研究成果与应用价值。     

块状非晶合金Cu60Zr30Ti10的激光熔凝研究

采用工业纯原料和水冷铜模真空吸铸法研制了尺寸为75mm×10mm×1mm的Cu60Zr30Ti10块状非晶合金,用YAG激光束扫描合金表面,采用X射线衍射仪、金相显微镜及显微硬度计分别研究了熔覆区的微观组织和不同深度的显微硬度。结果表明,激光处理后块状非晶合金在基体以上形成了两层新的组织,其中位于中间的、厚约200μm的第二层的硬度、耐蚀性均比原来基体有非常明显的改善,显微硬度(HV)达到了872·5。     

块体非晶合金形成机理及成分设计研究述评

简要回顾了块体非晶合金的发展历史，综合评述了块体非晶合金形成的控制因素，从热力学、动力学和结构三方面讨论了块体非晶合金的形成机理，并介绍了块体非晶合金的成分设计准则。指出要使合金形成块体非晶，首先应使合金熔体具有高密度的无规密堆拓扑结构，最大限度地抑制过冷熔体的均质形核及晶核生长；其次，应有适当高的冷却速率，同时减少或消除异质形核。     

镁基大块非晶合金在深过冷液相区的塑性变形

研究了Mg65Cu25Y7Nd3大块非晶合金在玻璃转化温度Tg附近及深过冷液相区的等温压缩变形行为。结果表明，Mg65Cu25Y7Nd3大块非晶合金的塑性变形与加热温度和加载时间紧密相关。在423K时该大块非晶合金具有一定的塑性，而在深过冷液相区则具有良好的塑性。通过系列试验，得出了Mg65Cu25Y7Nd3大块非晶合金的最佳加热温度为443～463K，加载时间约10min。对大块非晶合金在变形过程中的结构变化的分析表明，在本试验条件下，压缩变形对Mg65Cu25Y7Nd3大块非晶合金的晶化过程没有明显的影响。     

Sn对ZrTiNiCuAl非晶合金玻璃形成能力的影响

研究了固溶元素Sn掺杂对Zr52.5Ti5Ni14.6Cu17.9Al10非晶合金玻璃形成能力（GFA）的影响，结果发现，掺杂不同含量的Sn会使玻璃化温度Tg,晶化温度Tx不同程度地向高温移动，但对合金熔化温度Tm温度不大。当Sn的摩尔分数为1．86％时，合金玻璃化温度Tg提高了17℃，晶化温度Tx提高了36℃，从而使△Tx提高了19℃，玻璃化温度与合金熔点温度的比值Trg由0.63提高到0.65分析了Sn元素对Tg,Tx及玻璃形成能力的影响。     

大块非晶合金的热物性及冷却过程的数值模拟

对大块非晶合金Zr4 1Ti14 Ni10 Cu12 .5Be2 2 .5(摩尔分数 )的比热容和导热系数进行了测量 ,发现在 15～ 35 0℃范围内 ,其比热容和导热系数随温度的增高而增大 ,二者的变化范围分别为 0 .386～ 0 .485kJ/ (kg·℃ )和 4.80～ 7.74W/ (m·℃ )。在深过冷区域的比热容和导热系数分别是 0 .5 9kJ/ (kg·℃ )和 9.5 5W / (m·℃ )。在对此合金的比热容和导热的系数测量和分析的基础上 ,利用这些参数对其冷却过程进行了数值模拟 ,并用楔形试样进行了验证。利用数值模拟可以预测Zr4 1Ti14 Ni10 Cu12 .5Be2 2 .5合金在水冷铜模铸造过程中的冷却速度 ,并依此判定是否能够获得非晶态铸件。     

Y对Cu基非晶合金形成能力和腐蚀行为的影响

采用铜模吸铸法制备出成分为(Cu50Zr45Al5)100-xYx(x=0,1,2,3,4,5)的合金试样。利用X射线衍射,金相显微镜,差热分析和电化学极化曲线的方法研究了Y对Cu-Zr-Al系非晶合金的结构、玻璃形成能力和腐蚀行为的影响。结果表明,适量Y的添加提高了非晶合金的玻璃形成能力和热稳定性,当Y含量为2%时合金的过冷液相区宽度为ΔTx=Tx-Tg=64K,约化玻璃转变温度Trg=Tg/T1=0.601,玻璃形成能力γ=Tx/(Tg+T1)=0.409(Tg,Tx,T1分别为非晶合金的玻璃转变温度,晶化开始温度和熔化温度)。非晶合金在3.5%的NaCl溶液中的耐蚀性随Y含量的增加而降低。     

Cu模吸铸法制备Cu-基块体非晶合金

采用磁悬浮熔炼和Cu模吸铸工艺成功制备了圆棒Cu50Zr42Al8块体非晶合金，试样表面平滑且具有典型的金属光泽。试验制备的圆棒Cu50Zr42Al8块体非晶合金的直径尺寸小于Ф5mm，该成分的块体非晶合金具有较强的非晶形成能力，其玻璃转变温度Tg=723K，晶化温度t=773K，过冷度△T=50K，约化玻璃转变温度Trg=0.753。