Mg_(65)Cu_(25)Y_xGd_(10-x)(x=0,5,10)玻璃形成能力的EXAFS分析

采用扩展X射线精细结构谱（EXAFS）分析了Mg65Cu25YxGd10-x（x=0,5,10）非晶合金局域原子结构及合金的玻璃形成能力差异的原因。结果表明,随着替代元素Gd含量的增加,淬态Mg65Cu25YxGd10-x非晶合金吸收原子Cu周围的配位数单调增加,而最近邻原子间距呈现出微弱的下降,短程有序进一步增强。Mg65Cu25YxGd10-x系非晶合金中Cu原子周围形成配位数越大、原子间束缚更加紧密的多面体构型的短程有序结构,越有利于合金玻璃形成能力的提高。     

合金相的“团簇+连接原子”模型与成分设计

以最近邻配位多面体为基元描述复杂合金相的结构特征,总结出合金相的常见团簇类型,并建立了合金相的团簇+连接原子模型。以此为基础解析准晶和非晶合金为代表的团簇合金的结构与团簇成分式特征,提出复杂合金相成分设计的团簇式方法,并以块体非晶合金和稳定固溶体合金为例说明多组元合金相团簇成分式的建立与运用过程以及团簇基元及连接原子种类与数目的确定原则。前期研究工作表明,基于团簇+连接原子模型的团簇成分式方法为多元复杂合金相定量设计提供了新的有效途径。     

低温热处理增强α-Fe/Sm2Fe17Cx纳米复合永磁合金磁性能的机制研究

采用X射线衍射分析、透射电子显微镜、振动样品磁强计研究了经400℃低温热处理前后对Sm5Fe80Cu1Si5B3C2.5Zr<3.5>非晶合金的非晶微结构、晶化后纳米复合永磁体的组织结构及磁性能的影响规律.结果表明,非晶合金直接于750℃退火后软磁α-Fe相和硬磁Sm2(Fe,Si)17Cx相的尺寸分别为50.6和20.6nm,体积分数分别为71.1%和28.9%;而经400℃热处理后复纳米晶组织结构中α-Fe相和Sm2(Fe,Si)17Cx相的晶粒尺寸分别改变为36.5和24.4nm,体积分数分别为76.7%和23.3%,磁交换耦合作用明显增强.径向分布函数计算表明,低温热处理优化了非晶合金的短程有序范围、配位数和最近邻原子间距等微结构参数,改变了原始态非晶合金中α-Fe相和Sm2(Fe,Si)17Cx相的晶化行为,这是细化α-Fe/Sm2(Fe,Si)17Cx复合纳米晶结构和提高磁耦合性能的根本原因.     

微量添加Sn和Nb对Zr-Cu-Fe-Al块体非晶合金热稳定性和塑性的影响

采用Cu模铸造方法制备了直径2和3 mm的Zr61.5Cu21.5-xFe5Al11Sn1Nbx(x=0,1,2,原子分数,%)和Zr61.5Cu21.5Fe5Al12非晶合金棒.结果表明,Sn和Nb微合金化略微降低了Zr-Cu-Fe-Al非晶合金的玻璃形成能力.Zr61.5Cu19.5Fe5Al11Sn1Nb2非晶合金具有优异的压缩塑性,并且表现出"应变硬化"现象.高分辨透射电镜观察显示Zr61.5Cu19.5Fe5Al11Sn1Nb2和Zr61.5Cu21.5Fe5Al12合金均为完全非晶态,Sn和Nb微合金化后合金内部原子排列更紧密.正电子湮没谱分析结果表明,与Zr61.5Cu21.5Fe5Al12非晶合金相比,Zr61.5Cu19.5Fe5Al11Sn1Nb2非晶合金内部原子密排间隙和结构自由体积尺寸减小、总量增加.大量弥散分布的自由体积有利于Zr61.5Cu19.5Fe5Al11Sn1Nb2非晶合金剪切带的形成、分枝和相互作用,最终改善了非晶合金的塑性.     

高Fe含量Fe-B-Si-Hf块体非晶合金的结构-性能关联

以具有最佳非晶形成能力的新型Fe-B-Si-Hf四元块体非晶合金团簇式成分[Si-B_2Fe_(7.7)Hf_(0.3)]Fe(Fe_(72.5)B_(16.7)Si_(8.3)Hf_(2.5))为基础,通过添加Fe原子获得了[Si-B_2Fe_(7.7)Hf_(0.3)]Fe+Fex(x=0、1.5、2、2.5和3,原子个数)系列高Fe含量的Fe-B-Si-Hf四元合金成分。液态急冷、热分析和磁性测量结果表明,随着Fe原子数量的增加,非晶合金的形成能力逐渐降低,形成棒状块体非晶样品的临界尺寸由x=0时的2.5 mm降低到x=2时的1 mm。非晶样品的玻璃态转变温度、晶化温度和Curie温度随Fe原子数量的增加也整体上表现为降低的趋势。该系列非晶样品软磁性能优异,其中[Si-B_2Fe_(7.7)Hf_(0.3)]Fe+Fe_2(Fe_(76.4)B_(14.3)Si_(7.1)Hf_(2.2))块体非晶合金的饱和磁化强度和矫顽力分别为1.58 T和2.8 A/m。为建立高Fe含量Fe-B-Si-Hf非晶合金的结构-性能关联,构建了{[Si-B_2Fe_(7.7)Hf_(0.3)]+[Fe-Fe_(14)]_(x/15)}Fe非晶合金的"双团簇"微观结构模型。结果表明,源于a-Fe的[Fe-Fe_(14)]团簇的数量在Fe-B-Si-Hf四元非晶合金的性能变化中起决定作用。     

Al_(0.3)CrFe_(1.5)MnNi_(0.5)高熵合金氮化物薄膜的微观结构及摩擦磨损性能研究

采用反应磁控溅射法制备了Al0.3CrFe1.5MnNi0.5高熵合金氮化物薄膜,分析了不同氮气含量反应下薄膜的微观结构,并考察了薄膜的摩擦磨损性能。结果表明:溅射时氮含量(RN)为0%时,薄膜为体心立方结构,RN为10%时,氮化物镀层主相为面心立方CrN,且存在其他原子置换CrN的晶格中部分Cr原子而形成固溶体。RN达到15%时,薄膜形成非晶结构,随着RN的增大,薄膜非晶化趋势明显。RN为20%~30%时,氮气的固溶度逐渐达到饱和。高熵合金氮化物薄膜的摩擦系数较合金薄膜有明显提高,在磨耗过程中,能够有效阻止裂纹,抗摩擦磨损性能较合金薄膜均有不同程度的提高。     

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…     

快速凝固Al—Fe—V—Si合金微结构Mossbauer谱研究

用Mossbauer谱研究了快速凝固Al－Fe－V－Si合金的微结构，结果表明，合金中Fe原子存在α－Al（Fe），α－Al（Fe－Fe）替代固溶体及α－Al13（Fe，V）3Si金属间化合物三种组态，高温热曝露状态除4.3％Fe合金（原子分数）α－Al（Fe－Fe）组态消失外，其它合金组态类型不变，但含量发生相对变化，急冷态和退火态α-Al晶格常数随合金中Fe含量增加呈现不同程度的下降趋势，归因于两种状态组分原子Fe，V和Si含量的变化。     

稀土元素Gd对Zr基块体非晶合金形成能力的影响

利用铜模铸造制备了一系列含Gd的Zr基块状非晶合金,用X射线衍射和差示扫描量热法研究了稀土元素Gd对Zr基块体非晶合金的形成能力、结构变化、热稳定性的影响。结果表明,Gd的加入增大了Zr基块体非晶合金的平均原子间距,改变了Zr基非晶合金的近程有序区和原子排列。Gd含量从1%增加到10%,ΔTx从50.1K减小到33.9K,即非晶合金的稳定性减弱,但是Gd含量为5%时,约化玻璃转变温度Trg出现了最大值0.7016,显示了非晶合金的形成能力有所提高。     

In-5％Cu合金的液态结构与粘滞性研究

利用高温液态金属X射线衍射仪研究了In-5％Cu合金熔体的结构。结果表明：随温度由400℃升高到900℃，In-5％Cu合金熔体的平均最近邻原子间距ri总体上呈现出减小的趋势，原子配位数Ns的变化比较复杂，R1和Ns都在600℃左右出现转折，原子团簇出现热收缩现象，其结构在600℃附近出现异常变化。利用回转振动粘度仪对In-5％Cu合金在液相线以上不同温度进行粘度测量的结果表明：随温度升高，In-5％Cu合金熔体的粘度值减小，总体上呈现指数变化规律，在600℃左右发生突变.粘度突变温度与结构突变温度一致。