Ti53Cu15Ni18.5Al7M3Si3B0.5(M=Zr,Hf, Sc) 高强度块体金属玻璃的制备及其性能

用铜模铸造法制备出直径为2．5mm的多组元Ti53Cu15Ni18．5Al7M3Si3B0．5(M=Zr,Hf,Sc)金属玻璃棒材．DSC和压缩应力应变测试结果表明：合金具有较高的热稳定性和优异的力学性能．其中Tis3Cu15Ni18．5Al7Zr3Si3B0．5合金的Tg,Tx和△Tx分别为703,765和62K;Ti53Cu15Ni18．5Al7Sc3Si3B0．5合金压缩断裂强度高达2325MPa,压缩变形量达1．6％,Young’s模量118GPa。     

Ti基大块非晶合金的制备及热稳定性

采用铜模铸造法制备出最大直径为2mm的Ti53Cu27Ni12Zr3Al7Si3B1块状非晶合金。DSC和DTA分析表明，该合金具有较高的玻璃形成能和热稳定性，玻璃转变温度（Tg），结晶化温度（Tx），过冷液体区间（△Tx）以及约化玻璃转变温度（Tg/Tm）分别为685K，754K，69K和0．62。由XRD分析结果可知，Ti53Cu27Ni12Zr3Al7Si3B1的晶化过程分为部分亚稳相析出、初生相（NiTi2，NiTi，δ-CuTi和CuTi2）析出以及稳定相（NiTi2，NiTi，CuTi3和一个新的未知相）析出3个阶段。用Kissinger法计算出3个阶段的表观晶化激活能分别为377．86kJ／mol，322．97kJ／mol和311．17kJ／mol。研究结果表明晶化过程中第1放热峰表观晶化激活能较大，能有效地阻止Ti53Cu27Ni12Zr3Al7Si3B1发生晶化，从而使其具有较大的非晶的玻璃形成能和良好的热稳定性。     

Ti-Cu-Ni三元大块非晶合金的制备与力学性能

采用铜模喷铸法成功制备出成本较低、直径为2 mm的Ti基Ti50Cu42Ni8大块非晶合金.利用XRD、DSC及SEM等手段研究了Ti50Cu50-xNix(x=5, 8, 11)合金的非晶形成能力、力学性能与变形行为.结果表明:Ti50Cu42Ni8大块非晶合金具有明显且较高的玻璃转变温度Tg(659 K)、晶化初始温度Tx(716 K)、宽的过冷液相区ΔTx=Tx－Tg(57 K)、高的约化玻璃转变温度Trg=Tg/Tm(0.565)和压缩断裂强度(2008 MPa).     

Ni-Ti-Zr-Al-Cu-Si块体非晶合金的形成及压缩性能

利用DSC，DTA，XRD研究了NiTiZrAlCuSi块体非晶合金的形成。采用铜模铸造工艺使块体金属玻璃最大直径从Ni42Ti25Zr25Al8合金的小于0．5mm增加到Ni42Ti20Zr25Al8Cu5的1mm，然后增加到Ni42Ti20Zr21.5Al8Cu5Si3.5合金的4mm。在Ni42Ti20Zr21.5Al8Cu5Si3.5和Ni42Ti20Zr20.5Al8Cu5Si4.5合金中获得最大的约化玻璃转变温度Trg（=Tg／T1）及最大的过冷液相区△Tx（=Tx-Tg），分别为0．570和93K。Si显著增加玻璃形成能力主要是抑制引起异质形核的Ni（TiZr）相和（TiZr）（CuAl）2相的形成。室温压缩实验表明：Ni42Ti20Zr21.5Al8Cu5Si3.5合金抗压断裂强度为2724MPa。     

Zr5oTi5Cu18Ni17Al10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+11 kJ/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1×10-4 s-1.直径为3 mm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90 GPa和1968MPa.多条剪切带的交织、分叉和滑移以及宽度为60 μm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.     

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。     

Influences of Strain Rates on Fracture Mechanism and Phase Separation in Hf-Based Bulk Metallic Glass

采用INSTRON-5569试验机和分离式霍普金森压力杆对Hf44.5Cu27Ni13.5Ti5Al10大块金属玻璃在不同应变速率下(10-4~103s-1)的压缩断裂行为进行了研究。准静态压缩条件下Hf44.5Cu27Ni13.5Ti5Al10大块金属玻璃不呈现应变速率敏感性,断裂强度值最高可达2400 MPa,动态压缩条件下金属玻璃的屈服强度达到2840 MPa。在断裂面上可观察到涟漪状和周期性条纹结构,涟漪状结构表明宏观为脆性断裂的金属玻璃在微观尺度上属于韧性断裂,周期性条纹结构与动态扩展裂纹前端和弹性波的相互作用有关。高的应变速率导致高的断裂强度和绝热温度,局部区域的绝热升温引起了压缩过程中Al的偏析和扩散,这对剪切带和裂纹的形成起到一定的影响。     

高能球磨形成具有明显玻璃转变的Ti50Cu20Ni24Si4B2非晶态合金

在高能球磨作用下，名义成分为Ti50Cu20Ni24Si4B2的元素粉末混合物可通过固态反应非晶化。差示扫描量热分析（DSC）表明，球磨获得的非晶相在发生晶化转变之前出现明显的玻璃转变。过冷液态温度区的宽度（ΔTx）可达到57K。非晶态Ti50Cu20Ni24Si4B2合金加热时的转变由一步完成。同时形成立方结构的（Ni,Cu)Ti相和其它未知相。为共晶型转变。随后发生晶化产物的进一步晶粒长大。非晶态Ti50Cu20Ni24Si4B2合金的约化玻璃转变温度（Trg)为0．56。     

预退火时间与Fe68Ni1Al5Ga2P9.65B4.6Si3C6.75玻璃转变热力学参数的关系

采用DSC、XRD 检测方法,分析了经673 K((Tg-100 K)＜T＜Tg)不同时间(20,40,60 min)预退火处理后,Fe68Ni1Al5GazP9.65B4.6Si3C6.75非晶合金的玻璃转变温度Tg、起始晶化温度Tx、晶化峰温度Tp、玻璃转变过程中的比热容增量△Cp,g的变化以及经823 K晶化反应后的XRD图谱.结果表明:Fe68Ni1Al5Ga2P9.65B4.6Si3C6.75非晶合金的玻璃转变温度Tg和比热容增量△Cp,g随预退火时间的延长而逐步增加;起始晶化温度Tx和第一晶化峰温度Tp1随预退火时间呈现出逐渐减小的趋势;其晶化后样品衍射峰形貌相似,衍射峰的强度略有不同.利用结构弛豫理论对实验结果进行了分析.     

添加微量Fe对Zr_(55)Al_(10)Ni_5Cu_(30)块体金属玻璃非晶形成能力和力学性能的影响(英文)

通过磁悬浮熔炼和铜模吸铸法制备直径3mm的(Zr0.55Al0.10Ni0.05Cu0.30)100-xFex(x=0,1,2,3,4)合金试样,研究Fe元素的微量添加对Zr55Al10Ni5Cu30块体金属玻璃非晶形成能力和力学性能的影响。研究表明,合理添加Fe元素(不超过3%,摩尔分数)导致约化玻璃转变温度Trg(=Tg/Tl)和参数γ(=Tx/(Tg+Tl))增大,因而其非晶形成能力增大,但添加过量的Fe元素(4%)会导致其非晶形成能力的降低。添加Fe元素也会显著地改善Zr55Al10Ni5Cu30块体金属玻璃的压缩塑性及提高其压缩断裂强度,当Fe元素的添加量为2%时,直径3mm、长度6mm的试样在压缩时出现一定的塑性及加工硬化现象。Fe元素添加量为4%形成的金属玻璃基复合材料,同样也显示良好的压缩塑性和高的压缩断裂强度。     

循环处理对Fe基非晶合金微观结构、晶化及磁性能的影响

采用XRD、DSC、TEM等检测方法,研究了深冷循环处理、473K退火循环处理及冷-热循环处理对Fe_(68)Ni_1Al_5Ga_2P9 (6.5)B_(46)Si_3C_(6.75)非晶合金的微观结构、晶化过程及磁性能的影响.结果表明:经不同的循环处理后,试样仍然保持非晶结构,发生了结构弛豫,微观结构改变.但与淬态试样相比,玻璃转变温度、晶化温度及晶化峰值温度存在一定的变化.退火品化后,各试样中析出相的种类、数量、晶粒尺寸等有明显的不同.磁性能数据表明:品化后,循环处理的试样其磁性能较淬态有所提高.     

BSTUDY ON Ni_(25)Ti_(50)Cu_(25) SHAPE MEMORY PARTICLE/Al MATRIX COMPOSITE

ＳＴＵＤＹＯＮＮｉ_（２５）Ｔｉ_（５０）Ｃｕ_（２５）ＳＨＡＰＥＭＥＭＯＲＹＰＡＲＴＩＣＬＥ／ＡｌＭＡＴＲＩＸＣＯＭＰＯＳＩＴＥＬ．Ｓ．Ｃｕｉ；Ｍ．Ｑｉ；Ｐ．Ｓｈｉ；Ｆ．Ｘ．ＣｈｅｎａｎｄＤ．Ｚ．Ｙａｎｇ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＥ?..     

Al_2O_3/(Ag_(72)Cu_(28))_(97)Ti_3/Ti-6Al-4V界面结构及性能研究

在1．8ks,1073K－1173K条件下对Al2O3/(Ag72Cu28)97Ti3/Ti-6Al-4V进行了钎焊试验。通过扫描电镜、波谱、能谱、X射线衍射界面结构进行了分析。小于1123K的界面结构为Al2O3/Cu2Ti4O/Cu4Ti3/Ag-Cu共晶＋富Ag相＋Ti固溶体;1173K的界面结构为Al2O3/Cu3TiO5 CuAl2O4/Cu4Ti3/富Ag相。采用拉剪试验测试了接头剪切强度。在1．8ks,1123K时剪切强度最高达到189MPa,大于或小于1123K接头强度呈下降趋势。     

Al_2O_3/(Ag_(72)Cu_(28))_(97)Ti_3/Ti-6Al-4V界面结构及性能研究

在 1.8 ks,10 73 K～ 1173 K条件下对 Al2 O3/ ( Ag72 Cu2 8) 97Ti3/ Ti- 6Al- 4 V进行了钎焊试验。通过扫描电镜、波谱、能谱、X射线衍射对界面结构进行了分析。小于 112 3 K的界面结构为 Al2 O3/ Cu2 Ti4 O/ Cu4 Ti3/ Ag- Cu共晶 +富 Ag相 + Ti固溶体 ;1173 K的界面结构为 Al2 O3/ Cu3Ti O5+ Cu Al2 O4 / Cu4 Ti3/富 Ag相。采用拉剪试验测试了接头剪切强度。在 1.8ks,112 3 K时剪切强度最高达到 189MPa,大于或小于 112 3 K接头强度呈下降趋势。     

Sc对Zr基块体非晶合金晶化动力学的影响

以海绵锆为原材料,利用浇包型坩埚电弧炉倾斜铸造法制备Zr52.5Cu17.9Ni14.6Al10Ti5五元块体非晶合金楔形试样,研究活性元素Sc对合金玻璃形成能力及晶化动力学参数的影响。结果表明:Sc的加入可显著增大合金的最大非晶形成厚度,但对合金过冷液相区温度范围所表征的热稳定性影响较小。Sc虽然使合金的晶化激活能降低,但使晶化孕育期时间常数增大,晶化频率因子减小,二者的综合作用使合金晶化孕育期延长,过冷倾向增大,玻璃形成能力提高。     

Zr_(47)Cu_(44)Al_9大块非晶合金的变温晶化行为

利用示差扫描量热仪(DSC)研究了Zr_(47) Cu_(44)Al_9大块非晶合金在连续升温过程中的的变温晶化行为.利用Kissinger方法计算其特征温度表观激活能,利用Doyle方法计算其局域激活能.结果表明,Zr_(47) Cu_(44)Al_9大块非晶合金具有良好的热稳定性.利用Kissinger方法计算得到的其玻璃转变激活能E_g为390.2kJ/mol、晶化激活能E_x为325.1kJ/mol、晶化峰值的激活能E_p为299.5kJ/mol.随着加热速率的提高,各特征温度值向高温端移动,其晶化峰值温度所对应的晶化体积分数减小.局域激活能随着非晶晶化体积分数的增加而逐渐减小.     

预退火时间对Pd40Cu30Ni10P20玻璃转变及晶化的影响

采用示差扫描量热(DSC)分析方法,测定了大块非晶合金Pd40Cu30Ni10P20经523 K((Tg-100 K)＜7＜Tg)不同时间(0～64 h)预退火后的玻璃转变温度7g、玻璃转变峰温度TM、起始晶化温度Tx、晶化峰的峰温Tp、晶化焓以及在玻璃转变过程中的比热容增量,并根据Kissinger公式计算了晶化的表观活化能.同时,测量了不同时间预退火后样品的显微硬度.结果表明:在玻璃转变温度以下的预退火处理使Pd40Cu30Ni10P20大块非晶合金的微观原子组态发生变化,从而影响了其随后的玻璃转变行为,但对晶化的影响不大.其显微硬度随预退火时间的延长而逐步增加后趋于稳定.并利用结构弛豫理论分析了预退火对玻璃转变、晶化和显微硬度的影响.     

Joining of Si_3N_4-Si_3N_4 using CuNiTi alloy brazing filler

01lltrodnotionOwingtoitssuperiormechanicalproperties,thesiliconnitrideceramicisbecomingoneofthemostpotentialstructurematerialsinengineeringapplications.Insomecases,theSt3N4ceramicusuallyneedstobejoinedwithitselformetals.Recently,theAgCuTibrazingfillerInetalshavebeentvidelyusedl'-,I,buttheycontainratherhighquantityofAgupto57%Whichisanexpensivekindofmetal.Therefore.itisnecessarytodevelopanewkindofbracingfillerInetalsx\'ithsimil:ll'propertiestothatofAgCuTibrazingalloysbutwithoutsilver.Thewe…     

Cu模吸铸法制备Cu-基块体非晶合金

采用磁悬浮熔炼和Cu模吸铸工艺成功制备了圆棒Cu50Zr42Al8块体非晶合金，试样表面平滑且具有典型的金属光泽。试验制备的圆棒Cu50Zr42Al8块体非晶合金的直径尺寸小于Ф5mm，该成分的块体非晶合金具有较强的非晶形成能力，其玻璃转变温度Tg=723K，晶化温度t=773K，过冷度△T=50K，约化玻璃转变温度Trg=0.753。     

APPROACH TO TRANSITION OF NON-CRYSTALLINE METAL GLASSES WITH AID OF METHOD OF POLYMER TRANSITION RESEARCH

对某些金属和类金属按一定比例在高温下熔融混合,并急速冷却,可以得到性能极为特殊的非晶态金属。我们根据高聚物转变理论,用研究高聚物的扭辫仪、线膨胀仪,再结合DSC和X射线衍射仪,对非晶态金属[Fe_(0.1)Ni_(0.35)Co_(0.55)]_(78)Si_8B_(14),[Fle_(0.1)Ni_(0.30)Co_(0.55)Mo_(0.05)]_(78)Si_8B_(14)和[Fe_(0.1)Ni_(0.30)Co_(0.55)Nb_(0.05)]_(78)Si_8B_(14)的玻璃化转变及晶化转变的自由体积、激活能、内耗与热效应等进行了研究,观测到玻璃化温度及晶化温度、玻璃化转变激活能及晶化激活能均与合金元素原子半径有关,转变时的热效应与内耗峰值有一定的对应关系。讨论了玻璃化转变及晶化转变的机理,可供设计非晶态金属时参考。