高通量开发非晶合金的研究进展

革新非晶合金成分的传统试错研发方法,加速非晶合金从研究到应用的进程,已成为非晶合金研究领域的迫切需求。高通量实验技术作为美国政府2011年6月提出的"材料基因组计划"的三大要素之一,可在短时间内完成大量样品的制备与表征,可将材料从发现到应用的速度至少提高1倍,成本至少降低1/2。高通量实验可以加速非晶合金成分的筛选和优化,其重要性在非晶合金的研究中日益凸显。文章首先简要回顾非晶合金成分的传统设计方法,然后着重介绍利用高通量实验方法研发非晶合金成分的最新进展,并简要分析高通量实验技术在非晶合金研究中面临的挑战。     

大块非晶研究的现状和动态

总结和介绍了大块非晶合金的成分、非晶形成能力、性能特点等最新研究成果及动态，并通过介绍高性能大块非晶合金高尔夫球杆展望了大块非晶合金广阔的实际应用前景。     

大块非晶合金的研究进展

概述了大块非晶态材料的发展历史及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.介绍了大块非晶合金的制备方法,并比较了其产业化的可行性.同时综述了大块非晶合金优异的性能和应用前景.     

镁基大块非晶合金的研究进展

综述了镁基大块非晶合金的研究现状,重点介绍了微量元素、纳米颗粒对Mg-Cu-Y大块非晶的影响,并对现有非晶形成能力的判据进行了分析.对镁基非晶合金及其非晶复合材料的进一步研究提出了建议.     

TiC钢结硬质合金的研究进展

介绍了TiC钢结硬质合金的性能特点和设计原则.比较系统地综述了TiC钢结硬质合金各种不同的制备方法,讨论并比较了它们的工艺特点,其中重点考察了原位合成技术在制备TiC钢结硬质合金中的应用,展望了TiC钢结硬质合金的发展前景.     

非晶光子晶体结构显色的研究进展

目的 综述国内外非晶光子晶体结构呈色的研究进展,为进一步研究非晶光子晶体在印刷颜料、光学防伪、功能性包装材料以及彩色显示器、传感器等领域的应用提供理论依据。方法 概括非晶光子晶体的概念、材料的选取与制备方法以及国内外的研究进展,分析该类材料在应用过程中存在的问题,并总结目前非晶光子晶体研究所面临的挑战和未来的发展方向。结论 非晶光子晶体具有非虹彩效应、各向同性、光局域化等特点,为包装印刷等相关领域的研究及应用提供了新思路、新方法,有望早日将这一绿色环保、经济高效型的材料实现规模化应用。     

铁基非晶涂层的研究进展

综述铁基非晶涂层的研究进展,介绍典型的铁基非晶涂层合金体系及分类,重点讨论热喷涂和激光熔覆制备铁基非晶涂层技术的现状、进展和发展趋势,阐述铁基非晶涂层的主要力学性能特点及目前的应用概况。在综述铁基非晶涂层目前存在主要问题的基础上,指出今后的发展方向应体现开发高非晶含量铁基涂层的制备工艺与技术,研制新型低成本高性能铁基非晶涂层材料以及拓宽铁基非晶涂层的应用领域等趋势。     

块状非晶合金的研究进展

本文较详尽地介绍了制备块状非晶金的原理及方法，综合了该领域的研究现状。     

铝基非晶合金的制备、性能与应用研究进展

铝基非晶合金因其独特的物理和化学性能在诸多领域具有广泛的应用前景,综述了铝基非晶合金的成分体系、制备方法、性能特点及应用研究进展。首先,介绍了铝基非晶合金的发展历史和成分体系,目前铝基非晶主要分为3大体系：二元、三元和多元体系,以及综合性能和形成能力2大方面,多元体系表现更佳,并逐渐向更多元化发展;其次,系统介绍了铝基非晶合金的制备方法,包括粉末状、薄带状、块体样品的制备,相较于非晶薄带的制备,块体和粉状的制备方法较为丰富,而粉状非晶通常作为铝基非晶涂层的预制材料;随后,详细介绍了铝基非晶合金的性能特点、应用现状及发展趋势,从性能上来看,铝基非晶在强度和硬度以及耐腐蚀性能上表现良好,目前主要以涂层的形式参与应用,除此之外,研究者们也开始对磁性和热塑性展开研究,由于玻璃形成能力的限制,作为结构材料的应用较少;最后,对其未来应用前景进行了展望,认为涂层是目前铝基非晶合金最具应用前景的工程化方式。     

锆基大块非晶在HCl溶液中的耐腐蚀性研究

利用CHI660B型电化学工作站研究了4种不同成分（Zr55Al10Ni5Cu30，Zr60Al15Ni25，Zr65Al10Ni10Cu15，Xr52．5Al0Ni10Cu15Be12．5）的锆基非晶态合金以及其中两种成分（Zr65Al10Ni10Cu15，Zr52．5Al10Ni10Cu15Be12．5）的晶态合金在2．5mol／L的HCl溶液中的腐蚀行为。通过Tafel曲线的测试结果表明，非晶合金的耐腐蚀性能与其成分有很大的关系，这4种非晶合金试样的耐腐蚀性由强到弱的顺序依次为Zr60Al15Ni25〉Zr65Al10Ni10CU15〉Zr52．5Al10Ni10Cu15Be12．5〉Zr55Al10Ni5Cu30。两种成分的非晶态合金与其对应成分的晶态试样相比，非晶态合金具有较低的腐蚀电流，显示出较好的耐腐蚀性。最后，根据电化学腐蚀原理，从合金的微观结构、化学成分以及腐蚀介质的性质3个方面探讨了影响合金耐腐蚀性的因素。     

Zr-Al-Ni-Co块体非晶合金的成分设计

选择Zr-Al-Ni-Co合金系为研究体系,以等电子浓度和等原子尺寸为判据设计8种合金,采用吸铸法制备了直径为3 mm的合金棒,XRD结果表明了在等电子浓度面和等原子尺寸面交线上存在着一个较大范围的块体非晶合金形成区域.能够形成块体非晶合金的7种合金,具有相近的约化玻璃转变温度Trg值,最大达到0.589;它们的玻璃转变温度Tg值略有差异,且从三元Zr-Al-Co一侧至三元Zr-Al-Ni一侧,其值逐渐减小,最高Tg=713 K.将Zr-Al-Ni-Co合金系与用相同方法设计的块体非晶合金Zr-Al-Ni-Cu和Zr-Al-Ni-Fe体系进行了比较.     

ZrTiCuNiBe块体非晶合金的热电阻特性及电子结构

为了揭示ZrTiCuNiBe块体非晶合金的物理性能,利用电弧炉熔炼及铜模快速铸造的方法,制备Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5块状非晶合金.通过测量热电阻系数和电子能谱,研究了块体非晶合金的热电阻特性和电子结构.研究表明:电阻率随着温度升高而降低,紧临晶化前未出现电阻率极大现象;块体非晶态合金与晶态纯金属相比,锆的电子结合能不发生变化,其余元素电子结构明显改变.     

块状非晶态镍磷合金的电化学沉积制备与结构研究

采用电化学沉积方法,在不同的工艺条件下,制备块状非晶态Ni-P合金,并研究了工艺条件和磷含量对块状Ni-P合金结构的影响.结果表明,电化学沉积制备块状非晶态Ni-P合金的方法是可行的,较低的pH值、较高的温度和较低的阴极电流密度更有利于非晶态结构的形成.试验中还发现,磷含量是决定块状Ni-P合金结构的主要因素,随着磷含量的增加,块状Ni-P合金由晶态向非晶态结构转变.     

Fe80P13C7块体非晶态合金与非晶薄带抗腐蚀性能的对比研究

通过J-Quenching技术在低冷速(低于1000K/s)下制备出块体尺寸达2mm的Fe80P13C7非晶态合金。通过阳极极化曲线测试以及对样品在1mol/L的HCl溶液中浸泡后的腐蚀形貌的观察,对Fe80P13C7块体非晶态合金、非晶薄带以及晶态合金的电化学腐蚀行为进行了对比研究,结果表明,块体非晶的腐蚀性能优于非晶薄带和晶态合金。这可能是由于块体非晶态合金在制备过程中冷速较低,原子发生结构弛豫的时间更长,结合能增大,使得合金中原子与溶液中离子的反应速率减慢,从而提高了块体非晶态合金的腐蚀性能。     

Co对Nd-Fe-Al大块非晶合金的晶化行为和磁性能的影响

采用示差扫描量热法(DSC)，X射线衍射(XRD)和振动样品磁强计(VSM)研究了Co对Nd—Fe-Al大块非晶合金的非晶形成能力，晶化行为和磁性能的影响。结果表明：加入Co元素后可以显著提高Nd—Fe-Al大块非晶合金的非晶形成能力以及提高合金的居里温度。Nd60Fe30-xAl10Cox(z=0、5、10)大块非晶合金在室温有较高的内禀矫顽力，具有硬磁性。内禀矫顽力随着Co含量的增加变化不大．但是饱和磁化强度和剩磁则随着Co含量的增加有所下降。Nd60Fe3-xAl10Cox(x=0、5、10)大块非晶合金具有的硬磁性能来自于非晶相。合金少量晶化后，磁性能变化不大。完全晶化后合金的硬磁性迅速消失。     

原位CuYSi颗粒增强块体镁基非晶合金复合材料的研究

用Mg-4%Si合金、纯Cu、纯Mg、Cu-38%Y合金经普通铜模铸造方法制备了一种原位颗粒增强Mg60Cu30Y10块体非晶合金复合材料。运用XRD以及EDS确定其颗粒为CuYSi相,采用SEM-EDS对颗粒的形貌、大小及成分进行了分析,并对Mg60Cu30Y10块体非晶合金复合材料的硬度及热稳定性进行了研究。结果表明,原位生成的CuYSi颗粒尺寸细小(10μm左右),形状规整并且均匀分布在非晶合金基体上;与Mg60Cu30Y10块体非晶合金相比,CuYSi颗粒的生成使得非晶合金复合材料的硬度增加102.5HV,ΔTx增加6.1K。     

Ti-Zr-Be-Cu-Co块体非晶合金在NaCl溶液中的冲刷腐蚀行为

为评价Ti基块体非晶合金的耐蚀性,以期今后在工业生产中的应用,采用失重法研究了Ti35Zr30Be2 4Cu7.5Co3.5块体非晶合金及其对应晶体成分在质量分数6%Na Cl溶液中0.2、0.4、0.6 m/s流速下的冲刷腐蚀行为.利用X射线分析(XRD)、扫描电镜(SEM)研究了Ti35Zr30Be2 4Cu7.5Co3.5块体非晶合金及其对应晶体成分的相结构、微观腐蚀形貌,并利用电化学极化试验测试2种合金冲刷腐蚀后的耐蚀性.结果表明:随着流速的增加,2种合金的腐蚀速度均升高,其中非晶合金出现最大腐蚀速度峰值的时间由无冲刷状态的32 h缩短到流速为0.6 m/s下的10 h,Ti35Zr30Be2 4Cu7.5Co3.5块体非晶合金腐蚀速度较对应晶体成分小;Ti35Zr30Be2 4Cu7.5Co3.5块体非晶合金较对应晶体成分在质量分数6%NaCl溶液中具有更好的耐蚀性.     

大块非晶合金的性能、制备及应用

综述了大块非晶合金的性能、制备方法及应用，对比了吸铸法制备的棒状Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5,Zr57Cu20Al10Ni8Ti5,Zr52.5Ti5Cu17.9Ni14.6Al10(原子分数)大块非晶样品的过冷温度区间宽度(△Tx)，给出了3种大块非晶合金系列的热稳定性参数Tg、Tx及△Tx，提出了大块非晶合金领域存在的问题及发展方向．     

大块非晶合金复杂应力状态塑性本构方程

为得到复杂应力状态下大块非晶合金的塑性本构方程,对Zr41.2Ti13.8Ni10Cu12.5Be22.5大块非晶合金进行简单拉伸、压缩和扭转实验,得到相应的一维本构关系,并应用弹塑性力学的相关理论,将一维本构方程延拓到多维应力空间.研究结果表明:该材料符合Mises屈服条件并具有强化特性;利用简单压缩和扭转实验结果可推导出材料在复杂应力状态下的塑性本构方程,且这两个塑性本构方程是一致的.