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。…     

铁基非晶纳米晶涂层组织及耐冲蚀性能的研究

利用高速电弧喷涂技术制备FeCrBSiMnNbY系非晶纳米晶涂层.采用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射仪等对涂层的组织结构进行表征,着重分析非晶纳米晶的形成机制,并对涂层的高温耐冲蚀性能进行研究.结果表明:涂层的组织主要由非晶相和α(Fe,Cr)相纳米晶组成;其结构致密,组织均匀,孔隙率低,为1.7%;非晶纳米晶涂层具有良好的耐高温冲蚀性能,攻角增加,涂层冲蚀率随之增加;冲蚀温度升高,涂层耐冲蚀性能也随着提高.     

高速电弧喷涂铝基非晶纳米晶复合涂层的组织及性能

采用自动化高速电弧喷涂系统,将自行研制的粉芯丝材在AZ91镁合金基体表面制备出2种Al基非晶纳米晶复合涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)观察非晶纳米晶复合涂层横截面的微观形貌,利用XRD对非晶纳米晶复合涂层进行结构分析。结果表明,非晶纳米晶复合涂层是由非晶相和晶化相共同组成,涂层致密,孔隙少。Al-Ni-Y-Co涂层的维氏硬度值为3117.6MPa,Al-Ni-Mm-Fe涂层的维氏硬度值为3407.2MPa,约为传统Al-RE涂层的4倍左右,为AZ91镁合金基体的5倍左右。电化学试验结果表明,Al-Ni-Y-Co、Al-Ni-Mm-Fe涂层的耐蚀性优于传统Al-RE涂层和AZ91镁合金基体。     

纳米复合材料及应用

由超急冷 (冷速 >10 4 K/s)合金液体凝固得到的Fe、Co、Ni、Al、Mg、Ti基非晶态合金经过加热时效处理后在非晶相中形成了均匀分布的纳米晶粒子 ,粒径约几十纳米 ,这样就得到了纳米复合材料。此外也可采用将非晶粉末加热挤压来获取纳米复合材料 ,目前开发出的主要纳米复合材料如下表所列 :合金成分组织 Bs/TBr/T Hc/A·m- 1 μe( 1kHz) (BH) max/kJ·m- 3Fe M B(M =Zr、Hf、Nb)软磁合金非晶相围着均匀分布的10～ 2 0nm的α Fe相 1 5～ 1 7 5～ 83～ 7× 10 4Fe Pt B硬磁合金 非晶相 +析出的L10 -FePt纳米晶相 0 9～ 1 0 3 0 0…     

Fe82Nb6B12合金表面纳米多孔结构的形成及电催化析氢性能的研究

目的增加条带表面积,提高电催化析氢活性。方法采用真空激冷装置制备Fe_(82)Nb_6B_(12)前驱体条带,通过控制铜辊转速得到α-Fe纳米晶/非晶双相结构。利用α-Fe纳米晶与非晶基体在0.5 mol/L H_2SO_4溶液中腐蚀性能的差异,通过脱合金法得到非晶纳米多孔结构。使用XRD、DSC、SEM、EDS等表征手段以及电化学测试方法,研究铜辊转速、脱合金时间对物相、成分、形貌及电催化析氢性能的影响。结果 1kr/min样品完全晶化,2~3 kr/min样品为α-Fe纳米晶/非晶双相合金,且随着铜辊转速增大,前驱体条带中α-Fe纳米晶含量减少。脱合金后成功制备了非晶纳米多孔结构,铜辊转速越大,孔径越小,比表面积越小。4 kr/min样品为非晶态,脱合金后没有得到多孔结构。2 kr/min多孔结构的析氢性能最好,在电流密度为10 mA/cm~2时的过电位为220 mV,塔菲尔斜率为105 mV/dec。结论采用甩带法可以制备具有α-Fe纳米晶/非晶双相结构的Fe_(82)Nb_6B_(12)合金。通过α-Fe纳米晶的选择性腐蚀,在条带表面得到纳米多孔结构,条带比表面积显著改善,从而提高了其析氢性能。     

纳米晶化对锆基非晶合金动态压缩性能的影响

以铸态Zr-Cu-Ni-Al-Nb非晶合金为材料,通过控制退火保温时间获得部分纳米晶化非晶合金,并采用DSC、XRD、HRTEM、SEM、准静态及动态压缩等手段,研究了纳米晶化对非晶合金在不同应变率下的抗压强度以及断裂机制的影响。结果表明,随着退火保温时间的增加,锆基非晶合金内部纳米级晶化相的体积分数及尺寸均增加。退火态非晶合金的抗压强度随着保温时间增加先增大后减小;应变率变化也会影响其抗压强度,从1×10~(-3)s~(-1)增加到1×10~3s~(-1)时强度降低,继续增加到3×10~3s~(-1)时强度有所升高。不同程度的纳米晶化对非晶合金的断裂特征产生影响,随着晶化程度的增大,压缩试样的断口形貌从脉状花样向类准解理特征再向河流状花样转变。     

Fe基非晶/纳米晶涂层的微结构及其在H2O2溶液中的腐蚀性能

为研究强氧化环境中,显微结构和相组成对Fe基非晶/纳米晶复合涂层的腐蚀腐蚀性能的影响,采用大气等离子喷涂(APS)技术,在1Cr18Ni9Ti不锈钢基体上喷涂制得具有不同微结构和相组成的Fe基非晶/纳米晶的复合涂层。采用XRD、SEM、TEM和DSC等检测方法对涂层的组织和相组成、晶化行为、晶化程度、内部的孔隙等微观结构进行表征。采用电化学法研究具有不同微结构和相组成的涂层在30%H₂O₂ (质量分数,下同)溶液中的腐蚀行为,探讨Fe基非晶/纳米晶复合涂层在强氧化环境中的腐蚀机理。研究表明,Mo₃Si和Fe₅Si₃相的形成使得涂层耐腐蚀性能明显降低。     

铝基非晶纳米晶复合涂层研究

采用自动化高速电弧喷涂系统,用自行研制的粉芯丝材,在AZ91镁合金基体表面上制备出Al-Ni-Y-Co非晶纳米晶复合涂层.采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)分析了Al-Ni-Y-Co非晶纳米晶复合涂层的微观形貌和组织结构,结果表明Al-Ni-Y-Co非晶纳米晶复合涂层是由非晶相和纳米晶化相共同组成的,涂层结构致密,孔隙率约为1.8%.Al-Ni-Y-Co非晶纳米晶复合涂层的平均显微Vickers硬度值为311.7 HV0 1,结合强度为26.8 MPa.涂层的抗磨损耐腐蚀性能优于Al涂层和AZ91镁合金基体;其相对耐磨性约为Al涂层的10倍,为AZ91镁合金的6倍;其自腐蚀电位值正于Al涂层及AZ91镁合金,自腐蚀电流密度值约为Al涂层的1/2,AZ91镁合金的1/5;其腐蚀后的表面形貌比Al涂层和AZ91镁合金平整,点蚀较少.Al-Ni-Y-Co非晶纳米晶复合涂层的耐磨防腐综合性能优异.     

非晶晶化法制备纳米晶Fe36Co36B20Si4Nb4

利用铜模注射法和铜模吸铸法分别制备出了杆状和管状的非晶态Fe36Co36B20Si4Nb4合金;采用非晶晶化法对非晶态Fe36Co36B20Si4Nb4,合金进行了不同保温时间和不同保温温度的等温退火处理.获得了在非晶基体上均匀分布纳米晶的非晶/纳米晶复合材料.运用DSC、XRD和TEM等分析方法和手段.分析和检测了它们的热稳定性、结构特点以及纳米晶的分布情况.     

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.     

Co基纳米晶软磁合金研究进展

本文对钴基非晶合金的晶化及其磁性研究的进展进行了综述,内容包括：（1）零磁致伸缩Co基非晶合金的晶化行为;（2）Vitrovac 6025型合金的纳米晶化和磁性;（3）bcc结构的Co-Fe-Nb-Si-B纳米晶合金的研究。对有关晶化产物及磁性的问题进行了讨论。     

Nb对非晶态Fe—Co—Nd—B合金的晶化动力学的影响

在Fe-Co-Nd-B非晶合金中添加4%的Nb(原子分数)可延迟其晶化过程,提高晶化温度,并使其热稳定性显著提高.Nb抑制Fle3B晶化相的形核,但促进Fe23B6相的形核及长大.Nb可使晶化相的平均晶粒尺寸从30-60 nm减至14-20 nm.Nb使由初始晶化温度计算的晶化激活能明显降低.Fe-Co-Nd-B合金中,α-Fe(Co),Fe3B和Nd2(Fe,Co)14B晶化相的形核过程要难于长大过程,而加Nb后α-Re(Co),Fe23B6和Nd2(Fe,Co)14B晶化相的长大过程要难于形核过程,但Nb基本未改变晶化相的形核及长大机制.非晶合金的晶化主要是一维界面控制的形核以及形核率随时间减小的三维长大过程.     

Fe42.5Co42.5Nb7B8纳米晶合金

在近几十年来 ,对于磁性器件 (如变压器和感应器件等 )用的非晶和纳米晶的研究和开发十分活跃。一些典型的纳米晶合金如ＦＩＮＥＭＥＴ(Ｆｅ73 5Ｓｉ13 5Ｂ9Ｎｂ3Ｃｕ1)和ＮＡＮＯＰＥＲＭ (Ｆｅ88Ｚｒ7Ｂ4 Ｃｕ1) ,其纳米晶组织在其优越的软磁性能上起着重要作用。新近开发的纳米晶软磁合金ＨＩＴＰＥＲＭ (Ｆｅ4 4Ｃｏ4 4Ｚｒ7Ｂ4 Ｃｕ1) ,其显微组织主要是粒径 10～ 2 0ｎｍ的α′ -ＦｅＣｏ纳米晶粒所组成 ,大大改善了高温磁性能。但是ＨＩＴＰＥＲＭ合合的矫顽力 ,在室温下大约为 2 0 0Ａ/ｍ ,却比前两个合金高得多。人们发现在Ｆｅ基…     

双相软磁合金晶间非晶相Curie温度的增强效应

控制退火处理工艺使Fe73．5Cu1Nb3Si13．5B9非晶合金发生纳米晶化，获得不同晶粒尺度和晶相体积分数的非晶纳米晶双相组织状态．基于铁磁学严格Heisenberg自旋交换模型，构造适合非晶纳米晶双相结构要求的双相自旋团聚点阵．采用Monte Carlo模拟方法对上述双相自旋交换耦合点阵进行数值模拟计算．实验测定了经不同退火处理后双相Fe73．5Cu1Nb3Si13．5B9合金的纳米晶粒大小、纳米晶相所占体积分数以及晶间非晶相厚度对晶间非晶相Curie温度的影响．发现晶间非晶相Curie温度与其厚度的倒数成线性关系．模拟计算与实验测量结果相符．     

非晶合金炉内退火和通电退火纳米晶化的比较

对于一些含Ｃｕ的和含Ｎｂ的铁基非晶合金晶化热处理时 ,通过控制部分晶化过程可获得超细晶组织 (纳米晶 )。这种纳米晶合金的特点 ,是具有优越的软磁性 ,亦即具有很高的饱和磁化强度和低的矫顽力。铁 类金属非晶合金通常采取 50 0～ 6 0 0℃退火即可实现部分晶化。这类非晶合金之所以形成纳米晶相 ,往往与合金中有少量铌和铜的存在有关 :铜实际上不与铁混溶会形成局域原子丛聚 ,从而促成了纳米晶组织的形核 ;加铌会使剩余非晶相稳定化并阻止晶粒长大。印度和意大利的研究者比较研究了ＦｅＣｕＮｂＳｉＢ非晶合金采取炉内退火和通电退火对其…     

喷射沉积镧基非晶合金退火组织和成分分析

研究了喷射沉积La_(62)Al_(16)(Cu,Ni)_(22)大块非晶合金在不同退火工艺下的晶化过程和晶化组织转变。结果发现:573 K×30 min退火时,非晶合金可以完全晶化,并析出Al、AlNi、La和未知相。TEM显示Al和AlNi相的晶粒尺寸为纳米级,且晶化后的组织成分较为均匀,说明喷射沉积是制备镧基非晶合金的有效方法。     

铁基非晶纳米晶涂层组织与冲蚀性能分析

利用高速电弧喷涂技术成功制备了FeCrBSiMnNbY系和FeBSiNbCr系非晶纳米晶涂层.采用扫描电镜、X射线衍射仪等设备对涂层的组织结构进行了表征,重点分析了非晶的形成机制,并对涂层的高温冲蚀性能进行了研究.结果表明,FeCrBSiMnNbY系和FeBSiNbCr系涂层的组织主要由非晶相和α(Fe,Cr)相纳米晶组成;两种涂层结构致密,组织均匀,孔隙率含量分别为1.7%和1.2%;FeBSiNbCr系非晶纳米晶涂层具有良好的耐高温冲蚀性能,随着攻角增加,涂层冲蚀率随之增加;冲蚀温度升高,涂层耐冲蚀性能也随着提高.     

Co基非晶/纳米晶的晶化及磁性能的研究评述

简要介绍了Co基非晶纳米晶的组成及应用,讨论了Co基非晶的晶化的影响因素,以及晶化产物对磁性能的影响.     

能量过滤(filting)法提高纳米Cr_(1-x)Si_x复合物热电性能

<正>A.T.Burkov等人通过原位热电势和电阻率测量,表明退火使沉积态Cr_(1-x)Si_x非晶薄膜转变为晶粒平均尺寸为10~20nm的纳米晶。部分晶化的薄膜,也就是弥散分布在非晶基体中的薄膜,是一种新型均质,其中纳米晶相起散射中心作用,对热电势贡献很大。纳米Cr_(1-x)Si_x复合物热电性能的提高,是由于纳米晶界面载流子的散射即能量过滤(fitering)促使的。     

Fe基非晶纳米晶涂层在油润滑条件下的耐磨损性能

采用自动化高速电弧喷涂技术在AZ91镁合金基体上制备了厚度约为300μm的Fe基非晶纳米晶涂层。研究了Fe基非晶纳米晶涂层在油润滑条件下,不同速度(180r/min、300r/min、600r/min、900r/min、1200r/min)、载荷(2.5N、5N、10N、20N、30N)对涂层的摩擦磨损行为。采用扫描电镜、能谱分析仪、X射线衍射仪和透射电镜对涂层的组织结构进行了表征,利用纳米压痕仪对涂层的力学性能进行了分析。试验结果表明:Fe基非晶纳米晶涂层组织均匀、结构致密,氧化物含量和孔隙率低,主要由非晶相和纳米晶相组成;涂层具有较高的硬度(12.03GPa)和弹性模量(197.1GPa)。在载荷为30N、速度为300r/min、磨损时间为900s条件下,其相对耐磨性是3Cr13涂层的3倍。Fe基非晶纳米晶涂层的磨损失效机制为脆性疲劳剥落。