Ti40Zr40Ni20块体铸态准晶的相变研究

用吸铸法制备出单相块体Ti40Zr40Ni20。其准点阵参数为aR=0．523nm。通过差示扫描量热法(DSC)和X射线衍射等手段研究了该铸态准晶合金在加热过程中的相变行为。结果表明,Ti40Zr40Ni20铸态准晶在964K温度以下稳定;在964K附近温度,准晶发生分解,形成由β-Zr(Ti)固溶体与C14相组成的两相混合组织;在1107K,该混合物发生熔化。     

非晶态Zr47Ni30Ti23合金中纳米晶的发展

非晶材料的纳米晶化可在非晶基体中弥散分布纳米晶粒制成纳米晶/非晶复合材料，从而提高力学/物理性能。为此韩国人介绍了非晶Zr47Ni30Ti23合金的纳米晶形成过程。 首先用高纯Ti，Zr，Ni原料用氩弧熔炼成合金锭。用熔融旋转法以30m/s的筒表面速度摔成非晶带，用差式扫描量热计(DSC)以 20℃/min~40℃/min的加热/冷却速度，在氩气下研究非晶带的晶化行为，用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)分析和标定结晶相 的结构和形态。由Zr-Ni-Ti三元相图可知，Zr47Ni30Ti23合金中的平衡相包含大量的Laves相和Zr2Ni相及少量α-Zr(Ti)固溶体。…     

Ti-Zr-Ni-Cu非晶系的等电子浓度特征

以准晶成分Ti40Zr40Ni20为基准,在Ti—Zr-Ni-Cu系中设计出电子浓度为1.200和原子尺寸为0．1474nm的系列合金,并用铜模吸铸法制备直径为3mm的合金棒试样．结果表明,Ti12Zr55Ni13Cu20成分附近可形成块体非晶合金,而Ti3Zr60Ni12Cu25和Zr60Ni10Cu30成分点上形成了单一的四方Zr2Cu型非晶相关相．准晶、块体非晶合金和Zr2Cu相是具有相同电子浓度的电子化合物,它们在成分图上表现出鲜明的等电子浓度特征,表明块体非晶合金的等电子浓度判据适用于Ti-Zr-Ni-Cu非晶系．二十面体与截角八面体间的结构关联可作为准晶或非晶合金多型性转变成Zr2Cu相的结构模型．     

落管技术与急冷方法制备Cu60Zr40非晶合金晶化行为的比较

本文用X射线衍射和DSC热分析技术研究了由落管技术制备的非晶Cu_(60)Zr_(40)的晶化行为,并且与急冷条带进行了比较,研究结果表明:落管技术制备的Cu—Zr非晶合金与同成分的急冷非晶样品有明显不同的晶化行为,急冷条带样品的晶化析出相为Cu_(10)Zr_7,晶化属于多形型转变,而落管样品的晶化析出相为Cu_(51)Zr_(14)和未知的富Zr相,晶化属于初晶型转变。     

Pd替代对Ti-Zr-Ni准晶合金中的相形成与稳定性影响（英文）

Pd能用来作为添加元素改善Ti-Zr-Ni准晶合金的吸氢性能,但是Pd添加的作用机制仍然不清楚。本工作通过采用XRD、TEM、DSC分析技术研究了Pd在Ti45Zr38Ni17和Ti40Zr40Ni20两个合金中对Ti、Zr的替代行为。结果显示:在前1个合金中,替代4%~6%(原子分数,下同)Ti或4%Zr能够确保纯二十面体准晶形成;在后一个合金中,替代3%~4%Ti或3%以下Zr才能形成纯二十面体准晶。这说明Ti具有更高的替代极限。Ti39Zr38Ni17Pd6与Ti36Zr40Ni20Pd4两个衍生准晶合金在400℃温度下退火会转变为晶体相,而它们的初始准晶合金Ti45Zr38Ni17和Ti40Zr40Ni20在400℃仍然结构稳定,这反映出添加Pd后准晶合金的热力学稳定性变低。这种替代趋势和准晶稳定性的降低很可能归功于Pd具有适宜的原子尺寸。     

Ni_(42.2)W_(19.2)Fe_(18.9)B_(19.7)非晶合金的电化学腐蚀行为

采用单辊急冷法制备Ni42.2W19.2Fe18.9B19.7(摩尔分数,%)非晶合金。采用差热分析仪(DSC)和X射线衍射(XRD)分析非晶薄带的特征温度和析出相;采用电化学极化曲线及电化学阻抗法研究不同温度退火样品在3.5%NaCl(质量分数)溶液中的电化学腐蚀行为;采用扫描电镜(SEM)分析试样腐蚀后表面显微形貌,并采用能谱分析仪(EDS)和微区衍射仪分析表面成分。结果表明:使用单辊急冷法可以制备Ni42.2W19.2Fe18.9B19.7非晶合金,其玻璃转化温度为627℃,晶化温度为692℃。650℃退火试样的抗腐蚀性能优于750℃退火试样和非晶薄带的。在650℃退火试样表面形成致密钝化膜,因此具有良好的抗腐蚀性能;而在非晶薄带和750℃退火试样表面形成的钝化膜不稳定,易发生点蚀和局部腐蚀。     

Zr65Cu12.5Ni10Al7.5Ag5玻璃合金初期晶化结构的电子显微分析

采用等温差示扫描量热分析(DSC)和透射电镜(TEM)观察相结合的方法,研究了Zr65CU12.5Ni10AI7.5Ag5非晶合金玻璃转变和晶化过程.利用DSC对合金晶化过程实时监控,在加热到不同温度随炉冷却退火后对样品进行TEM分析,观察其不同阶段的微观结构变化,揭示其晶化特征.结果发现:Zr65Cu12.5Ni10Al7.5Ag5急冷合金晶化过程分为3段.初期晶化相为二十面体准晶I相,在I相与非晶基体之间没有明显的成分差异,准晶相相比于非晶基底略富Zr贫Cu;初期二十面体准晶相形核密度高生长迅速,通过消耗非晶相紧密堆积生长:晶化第1阶段结束后仍有残余非晶相存在.     

Zr_(56.6)Cu_(17.3)Ni_(12.5)Al_(9.6)Ti_4块体非晶合金的玻璃形成能力

采用低纯度的原料,通过电弧熔炼铜模铸造法制备了直径达10mm的Zr56.6Cu17.3Ni12.5Al9.6Ti4非晶合金圆棒。该合金玻璃转变温度tg=385.8℃,晶化温度tx=464.2℃,过冷液相区温差Δtx=78.4℃,约化玻璃温度trg(tg/tmL)=0.62。以基于DTA的合金凝固点偏移的方法确定该合金的临界冷却速度Rc=7.1℃/s,低于商业合金Vit.105合金的临界冷速(约为10℃/s)。楔形试样对比结果显示:Zr56.6合金试样中的非晶组织区域明显大于Vit.105合金的,预示前者具有较好的实际玻璃形成能力。以上结果表明,Zr56.6Cu17.3Ni12.5Al9.6Ti4合金是Zr Al Ni Cu Ti系中玻璃形成能力最强的合金之一。     

Pd替代对Ti-Zr-Ni准晶合金中的相形成与稳定性影响（英文）EI北大核心CSCD

Pd能用来作为添加元素改善Ti-Zr-Ni准晶合金的吸氢性能,但是Pd添加的作用机制仍然不清楚。本工作通过采用XRD、TEM、DSC分析技术研究了Pd在Ti45Zr38Ni17和Ti40Zr40Ni20两个合金中对Ti、Zr的替代行为。结果显示：在前1个合金中,替代4%-6%（原子分数,下同）Ti或4%Zr能够确保纯二十面体准晶形成;在后一个合金中,替代3%-4%Ti或3%以下Zr才能形成纯二十面体准晶。这说明Ti具有更高的替代极限。Ti39Zr38Ni17Pd6与Ti36Zr40Ni20Pd4两个衍生准晶合金在400℃温度下退火会转变为晶体相,而它们的初始准晶合金Ti45Zr38Ni17和Ti40Zr40Ni20在400℃仍然结构稳定,这反映出添加Pd后准晶合金的热力学稳定性变低。这种替代趋势和准晶稳定性的降低很可能归功于Pd具有适宜的原子尺寸。     

Ni_(60)Nb_(40)与Ni_(40)Nb_(60)非晶合金的低温晶化行为

采用X射线衍射(XRD)、差热分析(DTA)和电子显微镜研究Ni60Nb40和Ni40Nb60快淬非晶的晶化行为。结果表明,在10 K/min加热速率下采用差热分析测得Ni60Nb40和Ni40Nb60的非晶初始晶化温度分别为913和917K,且两种非晶样品在低于各自初始晶化温度退火时均发生了晶化。其中,Ni60Nb40样品经763 K退火48 h后仍保持非晶态,而经873 K退火1 h后,则析出面心立方纳米晶颗粒;对于Ni40Nb60非晶合金,在763 K温度下退火48 h就发生晶化,析出面心立方纳米相。晶化样品中均发生明显的成分偏聚现象。结合金属玻璃中的微结构与动力学不均匀性以及β弛豫过程,初步探讨Ni60Nb40和Ni40Nb60快淬非晶相关低温纳米晶化行为的内在机制。     

等温热处理对(Fe_(0.58)Co_(0.42))_(73)Cr_(17)Zr_(10)非晶合金组织结构及磁性能的影响

采用单辊急冷法制备了(Fe0.58Co0.42)73Cr17Zr10非晶薄带,并对该合金进行等温退火。用XRD、AFM、VSM研究退火温度对(Fe0.58Co0.42)73Cr17Zr10非晶合金的组织结构和磁性能的影响。结果表明:该合金晶化析出过程为:Am→α-Fe(Co)+Am'→α-Fe(Co)+Cr Fe4+Fe3Ni2+Cr2Zr+未知相。500℃和610℃退火后薄带表面的AFM观察表明:AFM图片所呈现的颗粒尺寸要比用Scherrer法测得的α-Fe(Co)纳米晶尺寸大得多,这是典型的包裹晶粒现象。在低于晶化峰值温度(Tp)退火,由于铁磁性α-Fe(Co)相的析出,合金的饱和磁化强度Ms随退火温度的升高大幅上升;当退火温度高于Tp时,由于α-Fe(Co)相的粗化和析出相的析出和长大,Ms急剧下降,在635℃退火能获得最好磁性能,其Ms=126.2 emu/g。     

Sn对Ti-Zr-Cu-Ni系非晶薄带热稳定性及耐蚀性能的影响

通过单辊甩带法制备了Ti40Cu39Zr10Ni11-xSnx(x=0,3,7,11)非晶薄带。运用X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)、电化学工作站、扫描电镜(SEM)等手段测试了合金的组织与性能特性,研究了Sn替换Ni对合金热稳定性及生物耐蚀性能的影响。结果表明,随着Sn的添加,Ti40Cu39Zr10Ni11-xSnx(x=0,3,7,11)合金试样均表现为完全的非晶结构。与Ti40Cu39Zr10Ni11非晶合金相比,Ti40Cu39Zr10Sn11非晶合金的热稳定性稍有改善,且生物耐蚀性能得到明显提高。因此,不含Be、Ni等对人体有害元素的Ti40Cu39Zr10Sn11非晶合金具有作为生物医用材料的潜力。     

Ti40Zr25Ni8Cu9Be18块体非晶合金低温动态压缩性能研究

采用铜模喷铸法制备Ti40Zr25Ni8Cu9Be18块体非晶合金,通过分离式霍普金森压杆装置(SHPB)对Ti40Zr25Ni8Cu9Be18块体非晶合金进行室温(25℃)和液氮温度(–196℃)条件下的高应变率加载动态压缩测试,结合S-4800型扫描电镜(SEM)对压缩试样断口进行观察,对比在室温和液氮温度下Ti40Zr25Ni8Cu9Be18块体非晶合金动态压缩性能及其断口形貌特征的差异。结果表明:Ti40Zr25Ni8Cu9Be18块体非晶合金室温动态压缩时,随应变率提高抗压强度无明显变化,没有应变率硬化效应。在液氮温度动态压缩时,抗压强度随着应变率提高有较大幅度增加,存在应变率硬化效应。液氮温度时的动态抗压强度明显高于室温动态抗压强度。Ti40Zr25Ni8Cu9Be18块体非晶合金室温动态压缩为剪切断裂,微观形貌上出现脉状花样和剪切带,剪切带诱发了裂纹的形成,裂纹沿着剪切带扩展。液氮温度下断口微观形貌有解理台阶和河流花样。室温动态断裂过程中,局域应变集中产生塑性变形;液氮温度下压缩动能转化的热量大部分被抵消,削弱了绝热剪切作用。     

甩带速率对U_(66.7)Co_(33.3)合金非晶形成的影响

针对U_(66.7)Co_(33.3)二元合金,采用小型亚稳合金炉制备样品,结合X射线衍射和热分析技术,研究了不同甩带速率对该合金形成非晶相的影响。结果表明,该合金在50 m/s的甩带速率下几乎形成完全非晶相,在25 m/s速率下出现了体心四方结构的U_6Co相,在20 m/s以下主要形成了U_6Co相;提高合金熔体的冷却速率可有效增大非晶形成的驱动力,促进非晶相形成。     

Al_(91)Ni_7Y_2纳米非晶复合材料晶化的研究

利用差示扫描量热 (DSC)、透射电镜 (TEM)和 X射线衍射 (XRD)技术对快速凝固 Al91 Ni7Y2 合金条带急冷态和不同温度退火态的晶化行为及显微结构演化进行了研究。结果表明 :急冷态的 Al91 Ni7Y2 合金为部分 Al粒子均匀分布在非晶基底上的复合材料。从急冷态到高温平衡态有三阶段晶化过程 ,对所有的晶化温度和晶化相的测量表明 ,DSC曲线上第一个峰的初始和峰值温度分别为 2 40℃和 2 6 7℃ (在加热速率为 10℃ /min条件下 ) ,这一相对高的温度表明此复合材料有高的热稳定性     

Al对Ti-Zr-Cu-Ni-Be非晶合金热稳定性和力学性能的影响

利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、差示扫描量热(DSC)和室温压缩试验等分析手段,通过替代(Ti40Zr20Cu8Ni9Be18Al5)和掺杂[(Ti40Zr25Cu8Ni9Be18)0.95Al0.05)]两种元素添加方法,研究了5%(摩尔分数)Al元素对Ti40Zr25Cu8Ni9Be18非晶合金铸态组织、热稳定性和力学性能的影响。替代和掺杂的Al元素使直径为3mm的非晶合金棒状试样中分别析出了纳米晶和准晶。Al替代Zr使非晶合金薄带试样的过冷液相区从46K升高到50K,而以掺杂方式添加时却使其降低为31K。替代方式添加的Al元素使非晶合金的压缩断裂强度从1924MPa提高到2121MPa,但塑性应变从3.9%降低到了0.2%;而掺杂方式添加的Al元素使非晶合金强度降低为1475MPa,并呈现零塑性。     

铸态Ti-Zr-(Ni,Co)伪三元准晶合金研究

沿Ti9(Ni，Co)4-Zr变电子浓度线设计系列合金成分．用吸铸方法可制备出Ti-Zr-(Ni，Co)准晶，其中Ti42Zr40(Ni，Co)18为形成准晶的最佳成分点，Ti-Zr-(Ni，Co)伪三元准晶系列的准点阵常数介于0．506～0．518nm之间。实验结果表明，Co是形成准晶的不利组元，其含量的增加将促使Ti2Ni、fcc-Zr2Ni和β-Zr(Ti)固溶相的形成，使合金中准晶相的含量大为降低；但适量Si的加入(～2at％)能促进Ti-Zr-(Ni，Co)准晶的形成。     

NiTi40合金微观组织结构的电子显微学分析

采用扫描电子显微分析(SEM)、电子背散射衍射分析(EBSD)、透射电子显微分析(TEM)、高分辨电子显微分析(HRTEM)、高角度环形暗场-扫描透射(HAADF-STEM)等技术手段,对NiTi40(60%Ni+40%Ti,质量分数)合金淬火态样品的微观组织结构进行分析。结果表明:NiTi40合金在950℃、150 min固溶水冷和1050℃、150 min固溶水冷的硬度值相近,为60~61 HRC,但微观组织结构有显著的区别。经950℃固溶水冷后,合金中的粗大第二相主要为NiTi2和Ni3Ti相,还有少量和NiTi2相互伴生的TiC相;经1050℃固溶水冷后,合金中的Ni3Ti相接近完全回溶的,粗大第二相主要为相互伴生的NiTi2及Ti C相。随着固溶温度的升高,合金的晶粒尺寸明显增大,合金晶界处的小晶粒在1050℃固溶时基本消失。经950℃固溶处理,晶内析出相主要为10~20 nm的Ni4Ti3相;经1050℃固溶处理,晶内析出相主要为几十至几百纳米的Ni4Ti3相。     

Co/Ni摩尔比对FeCoNiCrZr非晶合金晶化过程及磁性能的影响

采用单辊急冷法制备一系列不同Co/Ni摩尔比的FeCoNiCrZr非晶薄带,并对该系非晶合金进行等温热处理。采用X射线衍射仪(XRD)和振动样品磁强计(VSM)研究Co/Ni摩尔比的变化对(Fe0.52Co0.48-xNix)73Cr17Zr10系非晶合金的晶化过程和磁性能的影响。结果表明:x在0.06~0.30之间变化时,所制备的合金薄带基本为非晶结构;(Fe0.52Co0.48-xNix)73Cr17Zr10(x=0.18,0.30)两种非晶合金的晶化过程为Am→α-Fe(Co)+Am′→α-Fe(Co)+Cr2Ni3+Fe3Ni2+Cr2Zr+未知相;Co/Ni摩尔比的增加增强了合金的热稳定性,抑制了退火后α-Fe(Co)相的析出。两种合金的饱和磁化强度Ms随退火温度的变化趋势相同,在低于第一晶化峰值温度θp1退火时,Ms随退火温度的升高逐步上升;在温度高于Tp1退火时,Ms随退火温度的升高而迅速下降。     

Zr-二十面体准晶-十次准晶伪三元系中非晶的形成

分析了块状非晶与稳定准晶结构上的异同点，选择两种稳定准晶(二十面体准晶和十次准晶)相互混合，在保持准晶二十面体基本结构单元的基础上，增加元素组成的混乱度，再添加有利于形成高配位多面体的元素Zr，用急冷方法制备出非晶合金．对此非晶合金的热力学测试表明，该非晶形成能力和稳定性与Inoue的Zr65Al7.5Cu17.5Ni10非晶相近．