世界强度最高镁基金属玻璃在金属所研制成功

最近 ,中科院金属所徐坚研究员领导的研究组研制出目前世界上强度最高和具有强玻璃形成能力的镁合金 ,这一研究进展使我国在此领域跃居国际先进水平 ,对推动镁基金属玻璃作为新一类轻质高强度材料的应用具有重要意义。与多晶体金属材料相比 ,非晶态 (亦称玻璃态 )结构的金属材料具有高强度、耐腐蚀等优异性能。发展低成本、高性能、易于铸造成大尺寸块体材料的新型合金是始终是各国学者孜孜以求的目标 ,同时也是拥有材料最终实用化知识产权的关键。2 0世纪 90年代初 ,日本科学家首先发现“铜 铜 钇”三元合金可采用铜模浇铸形成直径 4mm的…     

高纯稀土钇靶材和铜合金背板扩散焊接技术研究

以高纯稀土钇材料及铜合金(C18000)材料为研究对象，研究了高纯稀土钇靶材和C18000合金背板在不同工艺条件下的扩散焊接性能。首先，通过Gleeble热模拟试验，研究了不同温度下稀土钇材料和C18000合金材料的屈服强度，以确定高纯稀土钇靶材和C18000合金背板的HIP扩散工艺；然后在不同的HIP焊接工艺下，研究异种材料间的扩散焊接强度。结果表明，在温度500℃及以下，稀土钇和C18000合金在110 MPa的压力下均不会发生明显的屈服变形；C18000合金的屈服强度明显高于稀土钇靶材，但是在400℃～500℃他们的硬度相差不大；高纯稀土钇靶材与C18000合金背板经过焊接温度450℃,压力110 MPa,保温3 h的扩散焊接后，扩散区深度约为12μm,焊接界面实现冶金结合，焊接强度达到81 MPa,满足8～12英寸大尺寸靶材的高溅射功率要求；当焊接温度提高至500℃,压力110 MPa,保温3 h的扩散焊接后，稀土钇和C18000间因形成金属间化合物相，导致焊接强度降低。     

Sn的添加对Mg-Cu-Y块体金属玻璃形成能力的影响

通过熔体铜模浇注方法制备了Mg65Cu25-xSnxY10（X=2，4，6）合金，并对它们的玻璃形成能力及晶化行为进行了研究。利用X射线衍射确定合金的非晶态性质，差示扫描量热计（DSC）分析合金的玻璃转变、晶化和熔化行为。结果表明：在Mg65Cu25-xSnxY10合金体系中，当X=2时，合金的玻璃形成能力最强，能形成的完全玻璃态试样的最大尺寸为3．2mm，其过冷液相区△Tx和约化玻璃转变温度Trg分别为57．6和0．586。同时合金的熔化曲线表现为单一吸热峰。随着sn含量的增加，非晶合金的玻璃转变温度Tg及初始晶化温度Txl。均呈现下降趋势，同时合金的玻璃形成能力逐渐下降。当X=4和6时，合金的晶化行为表现为明显的多级晶化。     

熔盐电解制取镁钇合金和金属钇

熔盐电解制取镁钇合金和金属钇邓伟平曾兴蒂池向东（湖南稀土金属材料研究所长沙４１００１４）金属钇是优良的合金添加剂。含钇约７％的镁合金，在３０００℃下仍保持有很高的强度，因而在航空航天工业中有广泛应用。向铁铬铝合金中添加少量的钇，能改善该合金氧化膜的...     

铁基块体金属玻璃软磁合金近期研发进展概况

 总结了1995年首次报道铁基块体金属玻璃(BMG)软磁合金研发成功以来该类合金的研发进展概况;阐述了BMG形成条件,BMG合金系及制备方法,各种类型铁基BMG合金的成分、制备要点及磁性,初步探索了双相BMG合金,简要介绍了铁基块体纳米晶合金,并评价了铁基BMG软磁合金的优势、不足及应用前景。     

金属玻璃——金属王国中的新秀

金属玻璃是一种俗称,因为它在化学成分上是金属或合金,在原子结构上是典型的玻璃态,故因之而得名,又称为非晶态金属和合金。金属玻璃有的具有显著的高强度、高韧性、高抗腐蚀性等可贵的力学性能和化学性能;有的则具有高电阻率、高导磁率、低铁损等优良的电学和磁学性能,其应用前景非常广阔。     

Nb含量对Zr55Cu30Ni5Al10块体金属玻璃热稳定性和力学性能的影响

在水冷铜坩埚中采用铜模吸铸法制备出直径Ф3 mm的(Zr0.55Al0.10Ni0.05Cu0.30)100-xNbx(x=0,2,4,6,8,10)合金试样,利用X射线衍射(XRD)、差热分析(DSC)、扫描电镜(SEM)以及准静态压缩试验方法研究了Nb含量对Zr55Cu30Ni5Al10块体金属玻璃的非晶形成能力、热稳定性、力学性能和组织的影响。研究结果表明,添加适量的Nb元素能提高Zr55Cu30Ni5Al10合金的热稳定性和非晶形成能力。当Nb含量为x=8时,合金具有最宽的过冷液相区(ΔTx=86 K)和最大的非晶形成能力(参数γ=Tx/(Tg+Tl)=0.416)。对于Zr55Cu30Ni5Al10合金,优化Nb元素掺杂量可以获得最佳的非晶形成能力和热稳定性。Nb的适量添加也有利于提高Zr55Cu30Ni5Al10块体金属玻璃的压缩断裂强度和塑性变形能力,其中x=8时,合金的压缩断裂强度和塑性应变量分别达到1877MPa和1.92%,并具有加工硬化现象。     

钇在铁铬铝电热合金中的作用

我们用金相、电子探针、透射电镜和离子探针等实验技术,对比研究了含钇和不合钇的Fe25Cr-5Al电热合金的晶界行为。研究结果表明:钇几乎都集中在Y(Fe,Al,Cr)_9相里,其中铝含量高于基体。而钇在合金内固溶甚微。铁铬铝合金中添加钇,增加了合金的位错密度,促进了铝选择氧化;Y(Fe,Al,Cr)_9相沿晶界氧化,形成钇铝复合氧化物,对氧化膜起“钉扎”作用,弥散分布的内氧化物质点引起的空位陷阱效应,改善了合金氧化膜的粘附性;氧化钇质点和氧化时沿晶界形成的钇铝复合氧化物,提高了合金丝的高温强度。因此,钇可以大幅度提高铁铬铝电热合金循环氧化寿命。     

金属玻璃腐蚀行为研究进展

金属玻璃成分和结构均匀,不存在晶态合金中腐蚀优先发生的晶界、位错和偏析等缺陷,因而人们期望其具有优异的耐蚀性.综述了金属玻璃腐蚀行为的研究历史,总结了两个主要的研究方向,即评估新开发金属玻璃的耐蚀性以及发展高耐蚀金属玻璃.基于前人工作,本文提出了金属玻璃耐蚀的3点机制,即固溶足够多的耐蚀元素、消除微观结构缺陷及局域原子...     

CaO对钠铁硼磷玻璃体系结构及固砷效果影响

研究了CaO对xCaO-（100-x）（30Na2O-2.8B2O3-25.2Fe2O3-42P2O5）（x=0、5％、10％、20％，指摩尔分数）玻璃结构及固砷效果的影响，研究表明加入20%（摩尔分数）CaO砷浸出浓度由3.14 mg/L降低至0.99 mg/L，固化率从60.78%增加到88.87%；CaO的加入，会破坏钠铁硼磷玻璃固砷体系中Q2桥氧结构，玻璃网络化程度降低，结构加强；同时，加入体系中的CaO 能够进入玻璃固砷体的网络结构中，使桥氧解聚，并对非桥氧结构产生集聚作用的同时，形成Ca-O-As、Ca-O-P等化学键，使玻璃体系的结构增强，致密度增加；随着CaO摩尔分数增加，Tg、△T呈现增大的趋势，玻璃结构得到增强，同时 Ca2+对非桥氧磷酸盐之间的交联，对固砷效果也有较大的影响.     

固体储氢材料

固体储氢材料是从本世纪70年代发展起来的一种新型多功能材料,是由金属或合金和氢元素组成的固体化合物。不同种类的储氢材料的含氢量是不同的。目前已形成了以镧基合金、铁钛合金、铁锆合金及镁或镁基合金为主的四大储氢材料系列。     

熔盐电解法制备钇合金的研究进展

含稀土钇(Y)的合金是一种极具潜力的金属材料，不但可以充当金属结构材料(如铝合金、镁合金或稀土钢)的净化剂和改性添加剂，还可以在功能材料领域(如超导、储氢等)中起到不可替代的作用。本文由浅入深的介绍了现阶段国内外钇合金制备领域的问题与发展趋势，着重介绍了熔盐电解法制备钇合金的优势与现阶段的瓶颈，认为其具有成本低，连续作业等优势，必将成为制备钇合金的主要方法，因此成为学者的研究热点。重点阐述了熔盐电解法制备Y-Al、Y-Mg、Y-Ni、Y-Fe和多元钇合金的研究进展及现阶段存在的主要问题，介绍了氯化物与氟化物-氧化物体系电解过程中的优缺点，提出了熔盐电解法制备钇合金向产业化方面发展的重点研究方向。     

新型钼 ─ 钇合金

新型钼┐钇合金法国一家公司研究成一种新型的钼钇合金。该合金除了含有一定的三氧化二钇外，还加入了微量的钾。与纯钼比较，这种钼钇合金的再结晶温度高，且再结晶后的组织结构良好。试验表明，纯钼在高于１１００℃加热后，形成等轴状再结晶组织，而钼钇合金在１７５０...     

钇对高钙铝比挤压态AC55镁合金力学及耐蚀性能的影响

通过半连续水冷铸造制备不同金属钇含量的AC55-xY(x=0,0.5,1.0)镁合金,采用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、浸泡腐蚀试验及电化学测试等研究了添加金属钇对AC55-xY(x=0,0.5,1.0)镁合金耐腐蚀性能和常温力学性能的影响。结果表明：添加稀土金属钇后,合金晶粒组织明显细化,共晶相由连续结构转变为半连续网状结构,挤压态合金的力学性能大幅提高。与AC55合金相比,AC55-1.0Y合金的抗拉强度和屈服强度分别提高19.2%和17.2%。随着钇含量的增加,挤压态AC55-xY镁合金的耐蚀性依次提高。腐蚀过程中形成的致密、稳定的腐蚀产物膜对合金耐蚀性的提高起到至关重要的作用。     

金属在其合金相中扩散系数的测定

本文提出一种测定金属在其合金相中扩散系数的方法。推出在电位阶跃条件下电流达到稳态时形成合金所需的电量与扩散系数的关系式。在含稀土氯化物熔体中,用铜电极、铁电极、镍电极分别测定了镧在LaCu_2与LaCu_5、钇在YCu_4、钕在NdFe_2、镨在PrNi_5中的扩散系数。     

液态锌阴极法制取金属钇

本文在60A 级电解槽中研究了用液态锌阴极方法在氯化物熔盐中电解YCl_3-KCl 制取 Y-Zn 合金,进而真空蒸馏 Y-Zn 合金制备金属钇的工艺,获得制取 Y-Zn 合金的最佳工艺条件。在电解温度750—850℃、Dk 为3A/cm~2时,金属钇的电流效率为90%,钇直收率为85%—90%,Y-Zn合金中含钇达12wt%—26wt%。真空蒸馏 Y-Zn 合金制得金属钇的纯度为98%—99%。     

稀土与钇金属的熔鹽电解和电精炼

由于制备特种合金和其它用途增加了对稀土和钇金属的需要量,从而极大地提高了稀土与钇金属在商品金属中的地位。本文是美国矿务局分别就氯化物料和氧化物料进行熔盐电解制备单一稀土金属、钇金属和混合稀土金属发表的评论文章。其中也包括了熔盐电解法制备钇金属与稀土金属的合金以及钇金属的电精炼。特别注重的是电解中遇到的问题及技术发展中的成就。     

Zr对Co基合金铸态组织和玻璃形成能力的影响

采用单辊旋淬法制备Co-Fe-Zr-Nb-B多元合金非晶薄带.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和差示扫描量热仪(DSC)对样品的微观组织、物相组成及热稳定性进行检测分析,以研究Zr元素含量对其铸态组织和玻璃形成能力的影响.结果表明:在合金中适量添加Zr元素有利于提高铸态组织的细小均匀化程度,同时,合金具有较强玻璃形成能力和较高热稳定性.Zr元素含量为4%(原子分数)时铸态组织最均匀细小,具有很好的非晶形成能力及热稳定性,其玻璃转变温度Tg,初始晶化温度Tx和过冷液相区(SLR)宽度△Tx或(Tx-Tg)分别为870.32、936.28和65.96 K.     

低纯材料制备Cu-Zr基非晶合金

Cu-Zr基非晶合金的玻璃形成能力与原材料中的氧和其他非金属杂质非常敏感。采用低纯材料通过铜模吸铸法制备Cu45Zr47Al8非晶合金,研究杂质对Cu-Zr基非晶合金玻璃形成能力和热稳定性的影响。用X射线衍射(XRD),透射电子显微镜(TEM)和能谱仪(EDS)分析合金组织结构及差示扫描量热法(DSC)分析合金的热稳定性。实验结果表明:低纯材料制备出临界直径7 mm以上的非晶合金。由于低纯材料中的一些微量杂质元素被认为合金化元素,适量的杂质元素没有导致合金的玻璃形成能力降低;而过量的氧和其他杂质元素导致非均匀形核并随之发生结晶,合金的玻璃形成能力明显地降低。低纯材料制备的合金的ΔTx和晶化激活能均高于高纯原料制备的;并基于Kissinger方法所构建的开始晶化曲线表明低纯材料制备的合金的晶化孕育期更长,说明低纯材料制备的合金具有更强的热稳定性。低纯材料成功制备出大块Cu-Zr基非晶合金,为促进非晶合金的商业应用有重要意义。     

Ti基大块金属玻璃的研究与应用

阐述了Ti基大块金属玻璃(BMG)的成分设计原则及制备方法，并对Ti基非晶合金及其部分晶化复合材料的力学性能及断裂机理进行了评述。结果表明：Ti基大块金属玻璃具有较高的断裂强度、弹性延伸率及一定的塑性延伸率，而经过部分晶化获得的非晶合金基纳米颗粒复合材料，其室温塑性获得很大的改善。在此基础上探讨了该合金目前所存在的问题、研究热点以及其应用前景。