铝基非晶合金的玻璃形成能力、热稳定性以及应用展望

Al基非晶合金良好的综合性能表现,使其正在成为新一代工程材料,得到了人们的广泛关注和应用研究,但获得大尺寸的非晶材料成为其得到工业应用的一项难题。本文对铝基非晶合金的发展历史、综合性能、玻璃形成能力及其热稳定性进行了介绍,并对大块铝基非晶合金的探索及应用进行了展望。     

新型大块非晶合金的研究进展

回顾了新型大块非晶合金的发展历史,介绍了典型的大块非晶合金系及其开发年代,简要分析了影响非晶形成能力的因素,简述了大块非晶合金的形成机理、性能及应用前景。以铜模铸造法制备的铁基大块非晶合金为例,列出了该材料的一些实验数据。     

新型大块非晶合金的研究进展

回顾了新型大块非晶合金的发展历史，介绍了典型的大块非晶合金系及其开发年代，简要分析了影响非晶形成能力的因素，简述了大块非晶合金的形成机理、性能及应用前景。以铜模铸造法制备的铁基大块非晶合金为例，列出了该材料的一些实验数据。     

大块非晶合金的性能特点与应用

结合作者近年来的科研工作,归纳总结了大块非晶合金的力学性能、粘滞流动性、耐蚀性能和磁性能特点,并通过介绍大块非晶合金的应用实例,展现了大块非晶合金的美好未来。     

Y对Cu基非晶合金的玻璃形成能力和力学性能的影响

研究了添加微量稀土元素Y对Cu基非晶合金的玻璃形成能力和力学性能的影响.通过铜模吸铸法制备Cu-Zr-Al-Y大块非晶合金,利用DSC和XRD分析合金的玻璃形成能力对合金进行室温压缩性能测试,用SEM分析了微观断口形貌.研究结果表明:适量Y掺入可提高合金的玻璃形成能力,当Y元素掺入量为3%时,Cu47Zr42Al8Y3非晶合金的过冷液相区宽度ΔT达到72.42K,有较高的玻璃形成能力;Y元素的掺入有利于提高合金的力学性能,而Cu47Zr42Al8Y1合金有最佳的力学性能,其压缩断裂强度为2 140.8 MPa,伸长率达到7.17%,且随着Y含量的增加,断裂方式由单一的剪切断裂变为剪切断裂和脆性断裂复合方式.     

Zr-Ti-Ni-Cu-Be大块非晶合金的制备工艺

在进行了 Ｚｒ Ｔｉ Ｎｉ Ｃｕ Ｂｅ 大块非晶合金的制备工艺研究之后发现此合金的液态成分的均匀性显著地影响其非晶的形成,而其本身的氧化物夹杂和原材料的纯度对其非晶形成的影响甚微     

元素Ce对Y基合金非晶形成能力和热稳定性的影响

采用铜模吸铸法成功制备出直径为3 mm的Y56Al24Ni20和直径为5 mm的Y36Ce20Al24Ni20大块非晶合金,用X射线衍射法和差示扫描量热法对其非晶形成能力及热稳定性进行了分析。结果表明:Y36Ce20Al24Ni20大块非晶合金存在明显的玻璃转变温度Tg,其过冷液相区温度宽度ΔTx=63 K,约化玻璃转变温度Trg=0.70 K。这说明稀土元素Ce可以改善Y56Al24Ni20合金的非晶形成能力及热稳定性。     

Zr—Ti—Ni—Cu—Be大块非晶合金的制备工艺

在进行了Ｚｒ－Ｔｉ－Ｎｉ－Ｃｕ－Ｂｅ大块非晶合金的制备工艺研究之后发现此合金的液态成分的均匀性显著地影响其非晶的形成，而其本身的氧化物夹杂和原材料的纯度对其非晶形成的影响甚微。     

混合稀土基大块非晶合金的制备及力学性能

用铜模铸造法成功制备出直径为3 mm以混合稀土金属Mm(Mischmetal)为基的成本较低的Mm55Al25Ni10Cu5Co5大块非晶合金。利用XRD和DSC等手段对该合金的形成能力及热稳定性进行了分析。结果表明,该合金具有很好的非晶形成能力及热稳定性(明显的玻璃转变温度Tg、宽的过冷液相区ΔTx(=Tx-Tg)>60 K及高的约化玻璃转变温度Trg(=Tg/Tm)>0.67).同时,该合金的压缩断裂强度(σf)为676 MPa,比La55 Al25Ni10Cu5Co5大块非晶提高94 MPa.     

大块锆基非晶合金Zr53．5Cu26．5Ni5Al12Ag3的盐雾腐蚀行为

采用铜模吸铸法制备直径为5 mm的Zr53.5Cu26.5Ni5Al12Ag3,用电化学极化曲线方法考察该大块锆基非晶合金及相应的晶态合金在55℃中性盐雾气氛下腐蚀120 h的腐蚀行为,并用金相显微镜、SEM和EDS对腐蚀前后试样的表面形貌和成分进行观察与分析.极化曲线测试结果表明,在55℃中性盐雾气氛下,大块锆基非晶合金比相同成分的晶态合金具有更好的耐盐雾腐蚀性能,腐蚀120 h后,Icorr=9.922×10-7A/cm2,比同条件下的晶态合金小3个数量级.SEM分析表明非晶合金表面没有发生明显的腐蚀,表面保持光洁.EDS分析表明非晶合金腐蚀产物为Al的氧化物,相应的晶态合金表面腐蚀产物为Al和Ni的氧化物.     

铁基块体非晶合金的研究进展

概述了铁基块体非晶合金的发展,简要介绍了合金元素对玻璃形成能力的影响、铁基块体非晶合金的主要制备方法及各种独特性能,并对铁基块体非晶合金的研究方向进行了展望.     

大块非晶合金的发展历程

简要介绍了非晶态合金的概念,总结了非晶态合金和大块非晶合金的发展历程,展示了大块非晶合金的发展前景.     

大块非晶态金属研究进展

块体非晶合金具有独特的物理、化学和力学性能，因此，在实际工程上有着非常美好的应用前景。本文综述了块体非晶合金的制备方法、性能，重点讨论了块体非晶合金的应用和前景。     

块体非晶合金的研究进展

块体非晶合金具有比各种传统材料更为优异的物理、化学、力学性能及精密成型性,因而一直是材料科学与物理研究的热点。本文分析讨论了该领域中存在的一些基本的问题,并从成分结构条件、热力学条件、动力学条件等方面阐述了块体非晶合金的形成机制,介绍了块体非晶合金优异的性能和应用前景,并扼要介绍了块体非晶合金未来的发展趋势及方向。     

退火处理对Ti-Zr-Cu-Be块体非晶合金力学性能的影响

采用铜模铸造法制备了直径为2mm的Ti55-xZr10+xBe27.5Cu7.5(x=0,10,20)块体非晶合金,并对其进行等温退火处理.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、差氏扫描量热仪(DSC)及压缩试验等方法研究了非晶合金的相结构、显微组织和热稳定性,以及退火处理对其力学性能的影响.结果表明:该系列合金在553 K及583 K下保温长达5 h时间内依然表现为非晶态.退火处理后,Ti35Zr30Be27.5Cu7.5合金屈服强度、断裂强度均提到了提高,其中在583 K下保温1 h后屈服强度、断裂强度分别达到了1 921、2 169 MPa;其塑性由处理前的3.47%提高到了6.57%.Ti45Zr20Be27.5Cu7.5合金在退火后其力学性能变化不明显.Ti55Zr10Be27.5Cu7.5合金随着退火温度及保温时间的增加其屈服强度、断裂强度及塑性均明显降低.     

Effects of small amount Ta on the characteristics ofthe Zr-Al-Ni-Cu-Ta bulk metallic glass

The effects of Ta on the characteristics of the Zr-base BMG (bulk metallic glass) were investigated. Zr55Al10Ni5Cu30-xTax(x=1,2,4) bulk metallic glasses (BMGs) with 3.5 mm diameter and 70 mm length were successfully prepared by using combined jet and copper mold casting. A small amount of Ta addition does not change the glass transition temperature, crystallization temperature, and supercooled liquid region obviously, but Ta promotes composition separation and two-stage crystallization. The stable crystalline phases include ZrENi, CuZr2, AlEZr3 intermetallic compounds and Ta-rich solid solution after annealing the Zr-Al-Ni-Cu-Ta alloys at 753 K. Zr55Al10Ni5Cu30-xTax (x=1,2,4) bulk glassy alloys exhibit a better compressive strength. The stress-strain curve shows a zigzag feature, and the fracture surface shows intersecting of shear bands. It may correlate with the inhomogeneous feature of amorphous structure.     

巨磁致伸缩材料及其应用

在查阅大量文献的基础上,结合多年研究结果,较详细地介绍了巨磁致伸缩材料的磁致伸缩性能,包括稀土金属、稀土过渡金属间化合物、非晶薄膜合金和稀土氧化物等．并简要介绍了巨磁致伸缩材料的应用．     

Mg-Zn-Ca块体非晶合金及其强度可靠性

针对Mg-Ln-TM块体非晶合金脆性大、强度可靠性差等特点,研究了新型Mg-Zn-Ca非晶合金的性能并考察了成分变化对其热稳定性的影响。采用铜模铸造法制备出直径为2mm的Mg_70-xZn_25+xCa₅(x=1、2、3、4)系列非晶合金,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、差分扫描量热仪（DSC）以及电子万能试验机分别研究了铸态样品的组织、相结构、热稳定性以及力学性能。实验结果表明：该系列非晶合金的晶化过程分3~4步完成,初始晶化温度随Mg含量的提高而降低,同时对应较高的强度和一定的塑性应变。经Weibull统计分析表明：这4种非晶合金断裂强度的再现性存在差别,其中具有脉络纹断口的合金具有较高的Weibull模量,对应着良好的断裂强度再现性。