MgZnCa合金的非晶形成能力及其在模拟体液中的腐蚀性能

利用真空电磁感应熔炼和铜模铸造法分别制备了直径#x03D5;=20 mm和#x03D5;=2 mm的Mg_(70-x)Zn_(20+x)Ca_(10)(x=0,5,10,15,20,at%)合金棒材试样,采用XRD、DSC和电化学方法研究了合金的相组成、非晶形成能力以及在模拟体液中的腐蚀性能。结果表明:直径#x03D5;=20 mm的Mg_(70-x)Zn_(20+x)Ca_(10)(x=0,5,10,15,20,at%)合金棒材试样均由Mg、Ca_2Mg_6Zn_3和Mg_2Zn_(11)相组成;快速冷却得到的#x03D5;=2 mm棒材试样中,Mg_(65)Zn_(25)Ca_(10)、Mg_(60)Zn_(30)Ca_(10)和Mg_(55)Zn_(35)Ca_(10)合金组织为完全非晶,其中Mg_(55)Zn_(35)Ca_(10)合金的非晶形成能力最强,具有最大的过冷液相区(ΔT_x=29.97 K)和γ(0.4001)。电化学腐蚀测试结果表明,随Zn含量的增加,两种直径的合金棒材试样的腐蚀电位均逐渐增大,而腐蚀电流密度不断减小,即合金的耐蚀性不断增强;与同成分的#x03D5;=20 mm棒材相比,#x03D5;=2 mm棒材具有更加优异的耐蚀性,其中直径#x03D5;=2 mm的Mg_(55)Zn_(35)Ca_(10)(at%)合金棒材试样的耐蚀性最好,腐蚀电位为-1.297 V,腐蚀电流密度最小为1.93μA·cm~(-2)。     

Sr元素对Mg-Zn-Ca合金非晶形成能力和耐蚀性的影响

为改善Mg-Zn-Ca合金的非晶形成能力,采用铜模喷铸法制备了不同Sr含量的Mg-Zn-Ca-Sr合金,其直径为2和4mm棒材试样。利用XRD、SEM、DSC和电化学测试方法研究了Sr元素对Mg-Zn-Ca合金非晶形成能力和在模拟体液中耐蚀性的影响。结果表明,Mg_(65)Zn_(30)Ca_(5-x)Sr_x(x=0,0.5,1.0,1.5,原子分数%,下同)合金直径为2 mm棒材试样组织均为非晶态,而直径为4mm棒材试样均是由非晶和晶体相(Mg和MgZn相)组成,但晶体相的体积分数和尺寸随着Sr元素添加量的增加而减少,即合金的非晶形成能力提高,其中,Mg_(65)Zn_(30)Ca_4Sr_1合金非晶形成能力最强。电化学腐蚀测试结果表明,随着Sr含量增多,合金的腐蚀电位向正向移动,腐蚀电流密度减小,合金的耐蚀性逐渐增强,2 mm棒材试样中Mg_(65)Zn_(30)Ca_(4.5)Sr_(0.5)合金的耐蚀性最好,直径为4 mm棒材试样中Mg_(65)Zn_(30)Ca_4Sr_1合金的耐蚀性最强。     

Mg-Zn-Ca非晶条带降解偶氮颜料能力与循环使用特征

采用单辊甩带法制备Mg_(71+x)Zn_(24-x)Ca_5(x=0,2,4和6)合金条带,研究合金中Mg含量对条带非晶结构形成的影响、非晶条带对直蓝偶氮颜料废水的脱色降解能力和循环使用次数。结果表明:Mg_(71+x)Zn_(24-x)Ca_5(x=0,2,4和6)合金在x≤4时,能形成厚度为20~25μm的具有非晶结构的条带。非晶条带对直蓝溶液的降解速率和脱色率随Mg含量的提高而提高,其中Mg_(75)Zn_(20)Ca_5非晶条带在2 min内使溶液澄清,以反映特征时间表示的降解速率仅为0.47 min,以吸光度所计算的脱色率达到95.41%。与废水反应60 min后的条带,其非晶结构基本不变,表面反应产物为矿化物质,不具备污染特征。Mg_(75)Zn_(20)Ca_5非晶条带至少可以循环使用4次以上,而保持降解能力不低于80%。     

Ni含量对Mg基非晶复合材料组织和力学性能的影响

为了研究Ni含量对镁基非晶复合材料组织结构和力学性能的影响,采用铜模铸造法制备了直径为2 mm的Mg_(77+x)Ni_(12-x)Zn_5Y_6(x=0,2,4,6,8)系列合金。通过X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和力学性能试验机分析了复合材料的相组成和组织结构,并进行力学性能测试。结果表明:当Ni含量为8 at%时,形成了大小、分布都均匀的长周期(LPSO)相;相对于完全非晶合金来说,五种复合材料都表现出一定的塑性;Mg_(79)Ni_(10)Zn_5Y_6复合材料的断裂强度最高,达到783 MPa;Mg_(81)Ni_8Zn_5Y_6复合材料的塑性最大,塑性应变达到20.23%。     

激光表面熔凝处理对Mg_(67)Zn_(28)Ca_5合金显微组织和生物腐蚀行为的影响

通过激光熔凝处理对共晶成分的Mg_(67)Zn_(28)Ca_5合金进行了表面改性,研究了Mg_(67)Zn_(28)Ca_5合金激光熔凝处理前后的显微组织、相结构和元素分布以及在人工模拟体液中的耐生物腐蚀性能。研究结果表明,Mg_(67)Zn_(28)Ca_5合金经激光熔凝处理后,在合金的表层形成了平均厚度约508μm的熔凝层,熔凝层晶粒平均尺寸约10μm。与铸态和固溶态的合金相比,熔凝层在人工模拟体液中的腐蚀电位分别正移了76和60 mV;熔凝层的腐蚀速率分别降低了82%和78%。经激光熔凝处理后,合金表面的氧化膜也更为致密,提高了合金初期的耐腐蚀性能;MgZn_2相含量减少和第二相尺寸的减小,降低了电偶腐蚀,减缓了α-Mg基体相的腐蚀。     

硼含量对Fe-Zr-B-Nb非晶合金的晶化、形成能力和磁性能的影响

用快冷法制备了Fe91-xZr5BxNb4(FZBN)合金,当x=5-30时,样品为非晶态.研究了B含量对非晶合金的晶化、玻璃形成能力(GFA)和磁性能的影响. FZBN的GFA在其共晶成分x=27.5附近达到极大值.当x≤20时, FZBN非晶合金以一次晶化的模式晶化;当2020时,由于晶化模式的改变,不仅Tg,Tx和GFA突然迅速增加,而且TC,Ms以和Hc及其随x变化的规律也发生变化.FZBN非晶合金在高B含量区(25≤x≤30)具有很好的GFA、热稳定性和软磁性能.     

Nd对Mg65Cu22Ni3Y10非晶形成能力及热稳定性的影响

利用楔形铜模铸造法成功制备了Mg65Cu22Ni3Y10-xNdx(x=0、2、4、5、6、8)块体非晶合金,采用XRD、DSC研究了Nd对该合金体系热稳定性和非晶形成能力(GFA)的影响。结果表明,当x=2、4时,Nd的添加可有效提高该合金的GFA和热稳定性;当Nd含量为2%(摩尔分数)时,合金具有最高的过冷液相区(ΔTx=61.5K)及最好的热稳定性;当x=5时,尽管过冷液相区(ΔTx=48.5K)最窄,但此时合金具有最强的非晶形成能力(Trg=Tg/Tl=0.568)和临界厚度(δmax=3.8mm);随着Nd的进一步增加(x>5),合金的玻璃形成能力降低。     

FeNiAlGaPBSiC系块体非晶合金的结构、热参数及形成能力分析

采用铜模喷铸法制备了0.5mm厚,15mm宽,20mm长的板状Fe(73.6-x)Ni1Al5Ga2P9.65BxSi3C5.75(x=6.6,7.6,8.6,9.6,at%,下同)系块体非晶合金,利用XRD、DSC和SEM,研究了样品的内部结构、热力学参数及形成能力.实验结果表明:当x=8.6,9.6时,样品则为典型的非晶合金,当x=6.6,7.6时,样品为非晶纳米晶合金;通过分析该系列合金的热力学参数,发现Trgm、Trgl和γ均表现出变化一致的玻璃形成能力(GFA),而△Tx却恰恰相反,说明其应用有局限性;同时还构想了非晶的团簇结构,并分析了该合金系的玻璃形成能力,表明该系列合金具有较大的玻璃形成能力.     

FeNiAIGaPBSiC系块体非晶合金的结构、热参数及形成能力分析

采用铜模喷铸法制备了0．5mm厚,15mm宽,20mm长的板状Fe（73.6-x）Ni1Al5Ga2P9.65BxSi3C5.75（x=6．6,7．6,8．6,9．6,at％,下同）系块体非晶合金,利用XRD、DSC和SEM,研究了样品的内部结构、热力学参数及形成能力。实验结果表明：当x=8．6,9．6时,样品则为典型的非晶合金,当x=6．6,7．6时,样品为非晶纳米晶合金;通过分析该系列合金的热力学参数,发现Trgm、Trgl和y均表现出变化一致的玻璃形成能力（GFA）,而△足却恰恰相反,说明其应用有局限性;同时还构想了非晶的团簇结构,并分析了该合金系的玻璃形成能力,表明该系列合金具有较大的玻璃形成能力。     

Ca和Sn对ZM61合金微观组织和性能的影响

采用光学显微镜(OM),扫描电镜(SEM),X射线衍射仪(XRD)等分析方法研究了添加Ca和Sn对Mg-6Zn-1Mn(ZM61)合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:ZM61合金中主要的第二相为Mg_7Zn_3,添加0.5 mass%Ca后合金中出现Ca_2Mg_6Zn_3相,Mg_7Zn_3相减少,动态再结晶不完全,织构增强,强度和塑性提高;在ZM61-0.5Ca合金中添加1 mass%Sn,合金中出现针状新相CaMgSn,该相抑制Ca_2Mg_6Zn_3的形成。ZM61-0.5Ca-1Sn合金综合力学性能最佳,屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为319 MPa,358 MPa和13.5%。     

非晶合金(Fe_(1-x)Co_x)_(86)Hf_7B_6Cu_1(x=0.4~0.6)磁性的EET理论研究

采用熔体单辊急冷法制备了非晶(Fe1-x Co x)86Hf7B6Cu1(x=0.4~0.6)合金,使用穆斯堡尔谱仪、透射电镜(TEM)和振动样品磁强计(VSM)对其进行了表征,穆斯堡尔谱和TEM结果表明所制样品均为非晶态。然后借助于固体与分子经验电子理论(EET理论),计算了非晶(Fe1-x Co x)86Hf7B6Cu1合金的价电子结构和磁矩,磁矩的理论计算值与实验测定值的误差小于10%,满足一级近似要求,实现了从价电子层次上计算非晶(Fe1-x Co x)86Hf7B6Cu1合金的磁矩,这对于优化非晶合金(Fe1-x Co x)86Hf7B6Cu1的软磁性能将具有理论指导意义。     

新型Zr-Al-Ni-Cu块状非晶合金

依据非晶态合金与其相关相具有相近的电子浓度的规律，对Zr-A1-Ni-Cu系进行了电子浓度e／a=1．38的块状非晶成分的设计和制备，获得的块状非晶具有107K的大过冷度，表征非晶形成能力(GFA)的Trg值在0．58-0．64之间，最佳成分为Zr60．6A111．4Nil5．5Cu12.5，其GFA和热稳定性优于Inoue非晶合金，在相同电子浓度下，平均原子尺寸Ra=F0．1486nm，其GFA优于Ra为0．1496和0．1506nm的合金，表明原子尺寸因素对非晶形成能力有重要影响。     

高Ca含量Mg-13Zn-0.5Nd合金组织与力学性能

以气体保护法制备的Mg-13Zn-0.5Nd-xCa(x=3,4,5,6)合金为研究对象,通过光学金相显微镜、扫描电镜观察、能谱分析、XRD物相分析以及硬度和常温力学性能测试,研究了因含Ca量的不同对该类型合金显微组织和力学性能的影响。合金铸态组织主要由α-Mg基体相、α-Mg+Mg_6Zn_3Ca_2共晶相以及第二相Mg_2Ca和Mg_6Zn_3Ca_2组成,随着含Ca量的增加,晶粒明显细化。经390℃,8 h固溶处理和240℃,8 h人工时效处理后,消除了共晶组织连续网状分布状态,使更多的第二相析出且弥散分布,提高了合金的常温力学性能。Ca加入量为4%时,合金在T6处理后表现出最好的综合力学性能,峰时效态合金的屈服强度和抗拉强度达到108和175 MPa,伸长率为6.10%,该合金优异的力学性能主要是第二相强化和细晶强化的双重效果。     

Co对Ti-Zr-Be-Cu块体非晶形成能力及热稳定性的影响

采用铜型铸造法制备直径为12mm的Ti35Zr30Be27.5-xCu7.5Cox(x=3.5,7.5,11.5)系列块体非晶合金。采用X射线分析(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)研究了Co元素含量变化对Ti-Zr基合金的非晶形成能力、结构变化以及热稳定性的影响。结果表明,随着Co元素替代部分Be元素(x=3.5,7.5),合金的非晶形成能力由5mm显著提高到12mm,进一步增加Co元素含量(x=11.5)时,非晶形成能力迅速降低,其形成能力不足5mm;但随着Co含量的变化,Ti35Zr30Be27.5-x Cu7.5Cox(x=3.5,7.5,11.5)系列块体非晶合金的玻璃转变温度Tg、晶化温度Tx分别从x=0时的636K和718K降低到x=11.5时的612K和647K。讨论了Co元素的添加对Ti35Zr30Be27.5-xCu7.5Cox(x=3.5,7.5,11.5)合金结构变化的影响。     

微量CO、Sn在Fe基非晶合金制备中的作用

采用铜模喷铸法制备了Fe(64-x-y)Ni1Al5Ga2P9.65B9.6Si3C5.75SnxCoy(x=0,0.5,1.0,y=0,0.5,1.0,1.5,2.5,3.5)系非晶合金,用XRD、DSC研究了合金玻璃形成能力.结果表明,单一地加入元素Co或sn并不能提高合金FeNiAlGaPBSiC的玻璃形成能力(GFA);但同时加入Co、Sn会影响合金的GFA:0.5%的Co和0.5%的Sn能有效改善合金的GFA,随着Co含量继续增加,合金的GFA明显提高;但Co含量大于1 .5%、Sn大于0.5%时合金的GFA会减小.添加1.5%的Co和0.5%的Sn时合金的玻璃形成能力最大,其玻璃转变温度(Tg)、晶化温度(Tx)、过冷液相区宽度△Tx、玻璃形成能力判据γ分别为696.3K,782.1K,85.8K和0.413.     

铸态Mg-Zn-Y-(Gd)合金凝固组织、腐蚀性能和力学性能（英文）

采用常规凝固技术在Mg_(94)Zn_3Y_xGd_(3-x)(x=3,2,1.5,1,摩尔分数)镁合金中获得具有长周期堆垛有序(LPSO)结构相,并对合金凝固组织、耐腐蚀性能和压缩力学性能进行系统研究。结果表明:n(Zn)/n(Y+Gd)=1:1的Mg_(94)Zn_3Y_xGd_(3-x)合金凝固组织含有α(Mg)相、Mg_3Zn_3R_E2(W)相、14H-LPSO相和少量颗粒状面心立方结构的Mg-Y-Gd相。Gd含量显著影响合金中LPSO相的形成和分布。随着Gd含量增加,合金中14H-LPSO相体积分数先增加后减少。结合电化学阻抗谱分析,LPSO增强Mg-Zn-Y-(Gd)镁合金在3.5%NaCl溶液中的电化学腐蚀等效电路为R(Q(R(QR)))。4种合金的腐蚀电流密度在10_(-5)A/cm2数量级。当x(Gd)≤1%时,Mg-Zn-Y-(Gd)合金表现出良好的耐蚀性,并优于工业用AZ91D镁合金。而当x(Gd)≥1.5%时,合金的耐腐蚀能力下降。在室温条件下,随着14H-LPSO相体积分数增加,Mg-Zn-Y-(Gd)合金的压缩力学性能显著提高。此外,适量W相和弥散分布块状Mg-Y-Gd相的钉扎作用有利于提高合金的力学性能。     

Nd对Mg基块体金属玻璃的玻璃形成能力的影响

通过熔体铜型浇注方法制备了Mg65Cu25NdxY10-x(x=4,5,7,10)合金,并对它们的玻璃形成能力进行了研究。利用X射线衍射确定合金的结构组成,差示扫描量热计(DSC)分析合金的玻璃转变、晶化和熔化行为。结果表明:在Mg65Cu25NdxY10-x合金中,当x=5时,合金的非晶形成能力最强,玻璃形成的临界厚度大约为4.5mm,同时非晶的过冷液相区ΔTx和约化玻璃转变温度Trg均为最大,分别为54.5K和0.581。当x≥5时,随着Nd含量的增加,金属玻璃的玻璃转变温度Tg降低,过冷液相区ΔTx减小,约化玻璃转变温度Trg也随之相应地变化。     

Fe_(67-x)Nb_5B_(28)Cu_x合金的非晶形成能力、热稳定性和电阻率研究

采用单辊甩带法制备了Fe_(67-x)Nb_5B_(28)Cu_x(x=0.5、1.0、2.0,摩尔分数)非晶合金,利用X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)和四探针测试仪研究了Cu含量对合金热稳定性和电阻率的影响。结果发现,Fe基非晶合金的晶化过程与合金中的Cu含量有关,随着Cu含量的增加,合金的非晶形成能力和热稳定性降低。Fe_(66.5)Nb_5B_(28)Cu_(0.5)合金具有大的非晶形成能力以及高热稳定性,其过冷液相区宽度和晶化起始温度分别为39和929K。Fe_(67-x)Nb_5B_(28)Cu_x非晶合金的电阻率为119～138μΩ·cm,合金电阻率随Cu含量的变化规律与非晶形成能力(GFA)一致。     

[Fe_(0.71)(Dy_xNd_(1-x))_(0.05)B_(0.24)]_(96)Nb_4(x=0-1)块体合金的非晶形成能力和磁性能

采用铜模吸铸法制备[Fe0.71(DyxNd1-x)0.05B0.24]96Nb4(x=0-1,摩尔分数)块体合金,利用X射线衍射(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)和振动样品磁强计(VSM)研究合金的非晶形成能力(GFA)和磁性能。结果表明:该体系合金均具有较好的非晶形成能力,可制备出直径为2 mm的完全非晶合金,随着Dy含量(x)的增加,合金的非晶形成能力逐渐增强。当x=1时,可制得直径为3 mm的完全非晶合金;饱和磁化强度(Ms)由x=0时的Ms=97.59 A·m2/kg逐渐降低到x=1时的Ms=75.85 A·m2/kg。该体系直径为2 mm的块体非晶合金均表现为明显的软磁性特征。     

Gd含量对Cu50Zr42Al8非晶形成能力及热稳定性的影响

利用铜模铸造法成功制备了锥形Cu50-xZr42Al8Gdx(x=0、1、2、3、4、5)块体非晶合金,采用XRD、DSC研究了Gd的添加对该合金体系非晶形成能力(GFA)和热稳定性的影响.结果表明,x=2,4时的合金非晶形成能力最大,非晶合金的临界尺寸为6～7 mm,这也说明适量Gd的添加可以促进非晶的形成能力.加入稀土元素2%Gd后,非晶合金具有最好的热稳定性(ATx=69K),但随着Gd含量的增加,过冷液相区△Tx逐渐减小.本实验中,约化玻璃转变温度Trg和参数γ不是十分的吻合,而具有相对小的△Tx值的合金却有着相对大的非晶形成能力,这意味着非晶合金的非晶形成能力与其热稳定性没有必然的联系.