Zr57Cu15.4Ni12.6Al10Nb5块体非晶合金晶化行为研究

用示差扫描量热仪（DSC）研究了Zr57Cu15.4Ni12.6Al10Nb5块体非晶合金的匀速升温晶化与等温晶化的晶化行为。在匀速升温晶化方式下，用Kissinger法与Ozawa法获得了块体非晶合金的激活能，对第一晶化峰分别为320．5kJ／mol和316．6kJ／mol，对第二晶化峰分别为324．5kJ／mol和320．5kJ／mol。该非晶合金的晶化表现出明显的动力学效应。在等温晶化方式下，用Johnson-Mehl-Avrami方程获得了晶化的Avrami指数为1．61，表明非晶合金的晶化受原子扩散控制。     

差热分析实验条件对大块非晶合金Zr55Cu30Al10Ni5晶化行为的影响

研究了差热分析实验条件对大块非晶合金Zr55Cu30Al10Ni5晶化行为的影响,并结合X射线衍射研究其晶化后的物相.结果表明,大块非晶合金Zr55Cu30Al10Ni5的晶化分为两个转变过程,第一个转变过程对应的是非晶相的晶化,晶化相为具有Zr2Ni结构的亚稳相和少量的Al.Ni0.3Zr;第二个转变过程对应亚稳相向稳定相Zr2Cu的转变.在差热分析实验中,用Al2O3粉掩埋的样品在900℃以上还出现了第3个放热峰,这是样品与Al2O3粉发生化学反应所引起的,但在冷却过程中未出现两个结晶峰.     

Zr55Al10Ni5Cu30块状非晶合金靠近玻璃转变点的等温纳米晶化

研究了Zr55Al10Ni5Cu30块状非晶合金靠近玻璃转变点等温晶化过程。结果表明：420℃退火5h,出现了尺寸为20nm左右的晶相,同时,非晶基体也出现了尺寸为1－2nm分布均匀的团簇状结构;退火10h,析出的晶相尺寸为20－50nm,所占的体积分数为40％;退火20h之后,非晶相完全转变为亚稳相,析出的晶相尺寸为50nm左右,并没有出现明显的长大现象。退火得到的晶相为Cu10Zr7,Zr2Ni及一些未能标定的相,这些相在420℃具有相对的稳定性,没有问题稳定相转变。退火后,残余非晶相的热稳定性降低。等温退火过程经历了从非晶相→团簇状结构→亚稳相的转变过程。     

Zr50Ti5Cu18Ni17Al10块体非晶合金的热稳定性

采用铜模吸铸法制备了Zr50Ti5Cu18Ni17Al10块体非晶合金,并采用差示扫描量热仪(DSC)和X射线分析(XRD)对其热稳定性进行了系统研究.结果表明,随着加热温度的提高,玻璃转变温度Tg、晶化开始温度Tx和峰值温度Tp均向高温区移动,说明该合金的玻璃转变和晶化均为动力学过程.用Kissinger方法计算出玻璃转变激活能(Eg)以及晶化激活能(Ep1和Ep2)分别为438±11、284±8和323±11 kJ/mol.该合金的晶化过程分为纳米晶析出、初生相(ZrAl、ZrCu和Zr2Ni)析出以及稳定相(Zr2Cu、Zr2Ni、ZrCu、ZrAl和一个未知相)析出3个阶段.     

Zr52.5Ni14.6Al10Cu17.9Ti5块体玻璃合金等温晶化与结构转变

对采用射流成形方法制备了Ｚｒ５２．５Ｎｉ１４．６Ａｌ１０Ｃｕ１７．９Ｔｉ５块体玻璃合金进行等温退火,利用Ｘ射线衍射和ＳＥＭ及ＴＥＭ分析了块状玻璃态合金等温晶化时相转变及组织转变。     

升温速度对Zr65Ni10Cu17．5Al7．5块体非晶合金晶化的影响

采用差示扫描量热法(DSC)研究了不同加热速率下Zr65Ni10Cu17.5Al7.5块体非晶合金从玻璃转变到熔融温度区间中的晶化过程.结果显示,在升温过程中该非晶合金的晶化过程存在3个阶段,每个阶段对应的晶化起始温度和晶化峰值温度都随升温速度的升高而向高温区域移动,并用JMA理论和热分析动力学进行分析.通过淬火并结合XRD分析,发现随着温度升高,对应这3个阶段的合金相是由准晶相经四方晶系的Al2Zr3和NiZr2混合相向四方晶系的CuZr2、立方晶系的NiZr2以及斜方晶系的Al3Zr2的混合相进行晶化转变,并且每个阶段的晶化产物和晶粒尺寸随升温速度的提高变化不大,并发现高升温速度下第二阶段的晶化对第一阶段有抑制作用.     

Zr57Nb5Cu15.4Ni12.6Al10大块非晶合金的晶化动力学及显微硬度

采用铜模铸造法制备直径10 mm的圆柱状Zr57Nb5Cu15.4Ni12.6Al10大块非晶合金,并用X射线衍射(XRD)证明其为完全非晶态.应用示差扫描量热(DSC)分析方法测定该合金的玻璃转变的热学参量并分析其晶化过程.利用Kissinger法和Ozawa法计算了大块非晶合金表观晶化激活能.同时研究了退火温度对非晶合金显微硬度的影响.     

Zr43Cu50Al7块体非晶合金的结构弛豫和晶化研究

在不同加热速率下应用差示扫描量热法(DSC)研究了Zr43Cu50Al7块体非晶合金的结构弛豫现象和晶化行为,得到了满意的晶化曲线.由晶化曲线得到弛豫峰与玻璃转变温度(Tg)、晶化起始温度(Tx)和晶化峰温度(Tp).Zr43Cu50Al7非晶合金的过冷液相区ΔTx达76.2 K,具有较强的玻璃形成能力.对所得到的弛豫峰作了初步的研究,并运用Kissinger法和Deloy法分别计算出玻璃转变激活能Eg、晶化起始激活能Ec、晶化峰的激活能Ep和晶化阶段激活能Ex.结果表明Zr43Cu50Al7块体非晶合金具有良好的热稳定性.     

热膨胀方法研究Zr基块体非晶合金的晶化过程

利用电弧熔炼及铜模快速铸造法制备Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5块体非晶合金,通过热膨胀法测试晶化过程,与差示扫描量热法进行对比。通过高分辨电子显微镜观察晶化初期晶核的形成和长大规律。结果表明,热膨胀系数测试块体非晶合金的结构弛豫、玻璃转变、过冷液相区、晶化开始温度和晶化过程中不同晶化峰温度与差示扫描量热法测试结果完全吻合。在高分辨像中观察到近似球形的纳米晶粒和晶格条纹。然而,在高分辨像中很难辨认出晶化初期微小的晶化区域,只有对其进行快速傅里叶变换才能发现微小区域的晶化基本特征。     

激光多次熔凝Zr55Cu30Al10Ni5非晶合金的晶化形态与演化机理

采用脉冲激光对Zr_(55)Cu_(30)Al_(10)Ni_5非晶合金板进行激光多次熔凝,研究了激光多次熔凝时热影响区的晶化相形态随着熔凝次数增加时的演化规律。结果表明,随着熔凝次数的增加,晶粒数量逐渐增加,晶粒尺寸逐渐变大。随着晶粒的长大,卷入熔池内的晶粒造成的晶化也越来越显著。激光多次熔凝非晶合金时,热影响区内的晶粒尺寸和数量都随熔凝次数的增加而线性增加,不同非晶合金板的形核率和生长速率基本接近,但初始晶粒数量和初始晶粒尺寸不同,这和铜模铸造制备非晶合金板时的具体冷却过程差异有关。     

Zr55Al10Ni5Cu30大块非晶合金的超塑性挤压成形性能

通过示差扫描量热分析确定了Zr55Al10Ni5Cu30大块非晶合金的过冷温度区域范围,采用应变速率突变压缩实验分析了合金在450℃时的力学性能,研究了合金在不同挤压速度、不同真空度等工艺条件下的挤压成形性能.结果表明:Zr55Al10Ni5Cu30大块非晶合金的玻璃化转变开始温度Tg为422.4℃,晶化开始温度Tx为482.4℃;在450℃、应变速率小于5×10-3s-1的条件下,合金的流动应力小于40 MPa在挤压速度为0.002～0.004mm/s范围内挤压时,合金的最大挤压载荷变化较小;在挤压温度为450℃时,合金的最大挤压力随着真空度(2～2×10-3Pa)的提高而增加;大块非晶合金在超塑性成形时呈现出比一般金属材料更大的摩擦阻力.     

压力诱发结构驰豫对Zr55Cu30Al10Ni5大块非晶合金玻璃转变的影响

采用非等温差热扫描量热分析方法，研究了压力对Zr55Cu30Al10Ni5大块非晶合金玻璃转变的影响。用Kissinger方程计算其玻璃转变的表观激活能。实验表明：玻璃转变与加热速度有关，具有动力学效应。不同压力下，大块非晶合金在远低于玻璃转变温度等温退火后，其玻璃转变温度和玻璃转变表观激活能均呈现出非单调的变化。     

Microstructure and Fracture Behavior of Zr55Cu30Al10Ni5 Bulk Metallic Glass and Its Composites Containing ZrO2

The microstructure and fracture behavior of Zr55Cu30Al10Ni5 monolithic glass and Zr55Cu30Al10Ni5 reinforced with 5%-7% ZrO2 particles composites have been studied. Vein-like pattern is the main fracture morphology of the matrix, while the smooth regions can be observed on the composites fracture surface besides vein-like pattern. The fracture strength increases from 1716 MPa to 2138 MPa after adding 7vol% ZrO2 particles with average particle size of 1 μm into the matrix, but the composites show no visible plasticity due to formation of Cu10Zr7 and CuZr phases in the matrix     

Zr50Ti5Cu18Ni17Al10块体金属玻璃的热稳定性和力学性能

采用差示扫描量热仪以连续加热的方式研究了Zr50Ti5Cu18Ni17Al10块体金属玻璃的热稳定性。其玻璃转变激活能(Eg)以及晶化激活能(Ep1和Ep2)分别为438±11,284±8和323±11kJ/mol。采用压缩试验研究了金属玻璃的室温力学性能,初始应变速率为1×10-4s-1。直径为3mm的金属玻璃棒呈现良好的力学性能,最大塑性应变达3%,杨氏模量和断裂强度的最大值分别为90GPa和1968MPa。多条剪切带的交织、分叉和滑移以及宽度为60?m的较大临界剪切台阶是Zr50Ti5Cu18Ni17Al10块体金属玻璃具有较高压缩塑性的主要原因。     

块状非晶合金纳米压痕微区形变的研究

对Zr55A110Ni5Cu30块状非晶合金进行了室温纳米压痕实验，利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜揭示了非晶合金的微区形变特征。结果表明：在压痕周围形成离散的剪切带，形变引起了块状非晶合金局部自由体积增加。利用自由体积模型对非晶合金的微区形变机制进行了分析。     

(Cu50Zr50)92Al8块体非晶合金高温塑性变形过程中的晶化行为

采用水冷铜模吸铸法制备直径2mm的(Cu50Zr50)92Al8块体非晶合金。利用X射线衍射(XRD)、差示扫描量热分析仪(DSC)对该非晶合金的结构及热力学参数进行表征。利用万能试验机在过冷液相区内对该非晶合金进行压缩变形,研究变形量(20%,60%和80%)对非晶合金显微结构和热稳定性的影响。结果表明,塑性变形使得该非晶合金的热稳定性降低,并导致其部分晶化,其晶化程度取决于合金的变形量的大小,当变形量为80%时,该合金的XRD图谱中出现了明显的晶化峰。晶化相的析出使得变形后的非晶合金的显微硬度有明显提高。     

组元改变对镧基大块金属玻璃晶化过程的影响

利用X射线衍射仪（XRD）和差热分析仪（DSC）等设备研究了组元改变对La65Al15NixCu20-x（x=5,10,15）大块金属玻璃晶化过程以及晶化动力学行为的影响。实验结果表明,组元改变对镧基大块金属玻璃晶化有较大影响．且随着加热速率增加,品化温度提高。随着镍含量增加,镧基大块金属玻璃的晶化激活能也明显提高。     

Zr65Al7.5Cu17.5Ni10大块非晶态合金的制备及晶化过程

采用直接水淬法成功制备直径５ｍｍ球状Ｚｒ６５Ａｌ７．５Ｃｕ１７．５Ｎｉ１０大块非晶态合金。Ｘ射线衍射、透射电镜检验证明样品完全为非晶态。采用Ｘ射线衍射、差示扫描热分析仪（ＤＳＣ）分析了Ｚｒ６５Ａｌ７．５Ｃｕ１７．５Ｎｉ１０非晶态合金的晶化过程,利用Ｋｉｓｓｉｎｇｅｒ方程求得Ｚｒ６５Ａｌ７．５Ｃｕ１７．５Ｎｉ１０非晶合金的晶化表观激活能。Ｘ射线衍射实验结果表明,Ｚｒ６５Ａｌ７．５Ｃｕ１７．５Ｎｉ１０非晶态合金的晶化是按下面的次序进行的,非晶态合金→体心立方晶相Ｚｒ２（Ｎｉ,Ａｌ）＋非晶相→体心立方相Ｚｒ２（Ｎｉ,Ａｌ）＋体心立方相Ｚｒ２（Ｃｕ,Ａｌ）。     

热处理对铜基大块金属玻璃晶化过程的影响

利用差热分析仪（DSC）和X射线衍射仪（XRD）等研究了不同热处理方法对Cu60Zr20Hf10Ti10大块金属玻璃晶化过程的影响。结果表明,在698K退火1h,铜基大块金属玻璃的晶化激活能明显降低;在过冷液相区等温晶化时,随温度降低,晶化的孕育时间和过程都明显延长;不同温度下淬火处理对随后晶化过程影响很大。