Nd_(60)Fe_(30)Al_(10)大块非晶的制备及其热稳定性

采用熔渣包覆水淬法获得了直径为 ６ ｍｍ,长度为 ５０ ｍｍ的非晶 Ｎｄ６０Ｆｅ３０Ａｌ１０合金,并对其非晶形成能力进行了研究．在三元系非晶合金中,除 Ｐｄ基合金外,这是目前所报道的采用水淬法所能获得的最大尺寸的非晶合金 对 Ｎｄ７０Ｆｅ２０Ａｌ１０,在同样的条件下可获得直径为 ３ ｍｍ,长度为 ５０ ｍｍ的部分非晶组织 与普通铜模铸造方法所获得的临界直径相比,前者提高了 ２ ｍｍ,而后者降低了 ４ ｍｍ．利用 ＤＴＡ 和 ＤＳＣ 对 Ｎｄ６０Ｆｅ３０Ａｌ１０合金的熔点和形成能力进行了分析,所计算的临界冷却速率为０．５５Ｋ／ｓ,表明该合金具有较大的非晶形成能力．表观晶化能计算结果和 ＤＳＣ曲线分析表明,Ｎｄ６０Ｆｅ３０Ａｌ１０非晶的热稳定性较低     

U-Co与U-Fe基础体系非晶形成能力的比较

针对U-Co与U-Fe体系中非晶形成能力最佳的合金U66.7Co33.3与U69.2Fe30.8,通过调整合金熔体的冷却速率获得一系列非晶样品,结合XRD与DSC技术研究了样品的相组成随冷却速率的演变规律。结果表明,这些合金在较高冷却速率下几乎都能够完全非晶化,而当冷速降低到一定程度时都会析出U6Mn型晶体相。相比而言,U-Fe合金形成完全非晶需要更低的临界冷却速率,从而直接证实U-Fe体系比U-Co具备更强的非晶形成能力,其原因是前者在非晶形成过程中兼具热力学与动力学优势。     

新型Y-Fe-Co-B大块非晶合金的制备与磁性能研究

用水冷铜模吸铸方法制备了最大截面直径为2mm的Y6Fe60.5Co11.5B22铁基大块非晶合金，研究了冷却速率对合金磁性能的影响，分析并计算了合金的临界冷却速率。大块Y6Fe6.5Co11.5B22非晶合金具有良好的软磁性能：其矫顽力Hc=2．53A／m，饱和磁化强度Ms=1．24T，初始磁化率明显高于相同成分的晶态合金。热稳定性分析表明，该合金具有较高的非晶形成能力，其形成非晶的临界冷却速率（Rc）约为119K／s。     

ZrCuNiAl块体非晶合金的玻璃形成能力与动力学行为

利用铜模铸造法制备了Zr53Cu187Ni12Al16.3、Zr519Cu23.3Ni105Al14.3和Zr50.7Cu28Ni9Al12.3块体非晶合金,3种合金形成非晶的最大临界尺寸分别为6 mm、10 mm和14 mm.采用三点压弯式黏度仪、差热分析仪(DTA)研究了上述非晶合金过冷液体的黏度、脆性系数及临界冷却速度对玻璃形成能力的影响.结果表明:在3种合金中,Zr50.7Cu28Ni5Al12.3不仅具有最高的过冷液体黏度,而且具有最低的动力学脆性系数m (51.2)和临界冷却速率Rc(9.8 K/s),这导致该合金具有极强的玻璃形成能力.     

高压条件下Pd-Ni合金熔体非晶形成过程及微观结构演化的分子动力学研究

利用分子动力学模拟方法,模拟了高压对Pd55Ni45合金非晶形成能力及快冷过程中局部结构的影响.在压力作用下,形成非晶的临界冷却速率明显下降.随着压力的增大,在相同的冷却速率下,体系中形成的团簇更多的是理想二十面体结构,不是缺陷二十面体结构.     

Al对Fe-B-C-Si系合金的非晶形成能力和磁性能的影响

利用熔态旋淬法制备了系列铝含量的Fe-B-C-Si-Al系非晶合金薄带试样,采用X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)和振动样品磁强计(VSM)研究了合金元素Al对Fe-B-C-Si系合金的非晶形成能力以及磁性能的影响。结果表明,Al元素明显提高Fe-B-C-Si合金的非晶形成能力,非晶合金薄带的临界厚度由无Al合金的小于35μm增加到含铝合金的70μm以上,并具有良好的塑性,可进行180o弯折而不断裂。饱和磁感应强度(Bs)也由无Al合金的1.52T增加到含铝合金的1.72T。     

Cu-Zr-Al-Nb块体金属玻璃的非晶形成能力和力学性能（英文）EI北大核心CSCD

采用悬浮熔炼-水冷铜模吸铸法制备不同直径的Cu46Zr44Al5Nb5非晶合金,并研究其非晶形成能力和力学性能。XRD分析、DSC曲线和透射电镜的选区电子衍射花样结果表明,直径分别为3,4,6 mm的合金棒均为全非晶结构,该合金成分具有良好的玻璃形成能力和热稳定性,其过冷液相区宽度和约化玻璃转变温度分别为52 K和0.60。由TTT曲线计算得出合金的玻璃形成临界冷却速率为3.985 K/s。不同尺寸合金棒凝固过程中的冷却速率不同,导致制得不同直径合金棒的X衍射峰强度、晶化焓和断裂强度呈现显著差异。     

新型块体铁基非晶合金的形成与性能

利用铜模铸造法制备了(Fe100-xCox)74Mo6P10C7.5B2.5(x=0-15)新型块体铁基非晶合金。Fe-Co-Mo-P-C-B系块体非晶合金具有临界直径为4mm的高非晶形成能力,以及维氏硬度为10.6～10.85GPa的高硬度和饱和磁感应强度为0.98～1.07T的优异性能。研究结果表明,非晶合金硬度及饱和磁感应强度都随着Co含量的提高逐渐增加。合金的非晶形成能力则与Co的含量密切相关。适量Co的添加扩大非晶合金的过冷液体区间(ΔTx)及增加γ值,从而提高非晶合金的热稳定性及其非晶形成能力。     

紧耦合气雾化制备Al基合金非晶粉末的研究

研究了紧耦合气雾化制粉过程中AlNiY合金熔滴的冷却行为以及非晶颗粒的形成机制.结果表明：（1）AlNiY合金非晶化的临界冷却速率大致为10^3K/s;（2）熔滴的冷却速率与直径成反比,当直径小于25 μm时,熔滴达到临界冷却速率实现非晶化.当直径大于25μm时,熔滴无法获得非晶化临界冷却速率,只能发生形核结晶;（3）熔滴的非晶化还与雾化过程相关,由于熔滴破碎时的位置和温度不同,获得的冷却速率将不同,出现了相同直径（小于25 μm）的颗粒存在非晶和结晶两种状态.     

铜基大块非晶合金的临界冷速与组织形貌变化

制备了具有良好玻璃形成能力的Cu52.5Ti30Zr11.5Ni6大块非晶合金，其临界直径达到5mm，临界冷却速率约为126．8K／s。采用Jackson-Hunt公式计算了晶化组织形成的冷却速率。当冷却速率在10K／s-120K／s时，晶化组织则出现亚稳初生相与共晶共存的形态。当冷却速率低于10K／s时，亚稳初生相的析出将被逐渐抑制，使得共晶生长方式发生改变。     

微量元素对铜基块体金属玻璃形成能力的影响

研究微量元素的种类与添加量对Cu55Zr38Al7铜基块体金属玻璃形成能力的影响。X射线衍射仪和差示扫描量热仪的研究表明,添加2at%的Ag、Ti、Y或Nd都可以提高Cu55Zr38Al7的玻璃形成能力;6at%的Ag替代Cu,金属玻璃棒的临界直径可从2mm增加到4mm;而复合添加2at%的Ag和Y也可以明显提高Cu55Zr38Al7的玻璃形成能力。所以,替代化学性质相似的元素或者扩大合金系的原子尺寸范围可显著提高铜基块体金属玻璃的形成能力。     

微量元素对Cu-Zr-Al块体金属玻璃形成能力及力学性能的影响

研究微量元素Ag、Ti、Ga、Ni和Sn对Cu55Zr38Al7铜基块体金属玻璃形成能力及力学性能的影响。结果表明:添加2%(摩尔分数)的Ag、Ti或Ga均可以提高Cu55Zr38Al7合金的玻璃形成能力;用6%的Ag替代Cu,玻璃棒的临界直径可从2 mm增加到4 mm;因此,替代化学性质相似的元素或者扩大合金系的原子尺寸范围对提高玻璃形成能力具有显著的效果;然而,添加微量元素均不同程度地降低Cu-Zr-Al金属玻璃的硬度。断口表面形貌显示;微量相似元素替代影响基体在压缩过程中剪切带的繁殖;在微量元素替代的伪四元铜基块体金属玻璃中,2%Ti和2%Ag替代可分别获得最大压缩强度2 163 MPa和最大压缩应变8.7%。因此,通过添加微量元素可以调谐金属玻璃的玻璃形成能力和力学性能。     

Effects of rare-earth elements on the glass-forming ability and mechanical properties of Cu46Zr47-xAl7Mx (M = Ce, Pr, Tb, and Gd) bulk metallic glasses

Cu46Zr47-xAl7Mx(M = Ce,Pr,Tb,and Gd) bulk metallic glassy(BMG) alloys were prepared by copper-mold vacuum suction casting.The effects of rare-earth elements on the glass-forming ability(GFA),thermal stability,and mechanical properties of Cu46Zr47-xAl7Mx were investigated.The GFA of Cu46Zr47-xAl7Mx(M = Ce,Pr) alloys is dependent on the content of Ce and Pr,and the optimal content is 4.at %.Cu46Zr47-xAl7Tbx(x = 2,4,and 5) amorphous alloys with a diameter of 5 mm can be prepared.The GFA of Cu46Zr47-xAl7Gdx(x = 2,4,and 5) increases with increasing Gd.Tx and Tp of all decrease.Tg is dependent on the rare-earth element and its content.△Tx for most of these alloys decreases except the Cu46Zr42Al7Gd5 alloy.The activation energies △Eg,△Ex,and △Ep for the Cu46Zr42Al7Gd5 BMG alloy with Kissinger equations are 340.7,211.3,and 211.3 kJ/mol,respectively.These values with Ozawa equations are 334.8,210.3,and 210.3 kJ/mol,respectively.The Cu46Zr45Al7Tb2 alloy presents the highest microhardness,Hv 590,while the Cu46Zr43Al7Pr4 alloy presents the least,Hv 479.The compressive strength(σc.f.) of the Cu46Zr43Al7Gd4 BMG alloy is higher than that of the Cu46Zr43Al7Tb4 BMG alloy.     

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。     

Zr–(Cu,Ag)–Al bulk metallic glasses

In this paper, we report the formation of a series Zr–(Cu,Ag)–Al bulk metallic glasses (BMGs) with diameters at least 20 mm and demonstrate the formation of about 25 g amorphous metallic ingots in a wide Zr–(Cu,Ag)–Al composition range using a conventional arc-melting machine. The origin of high glass-forming ability (GFA) of the Zr–(Cu,Ag)–Al alloy system has been investigated from the structural, thermodynamic and kinetic points of view. The high GFA of the Zr–(Cu,Ag)–Al system is attributed to denser local atomic packing and the smaller difference in Gibbs free energy between amorphous and crystalline phases. The thermal, mechanical and corrosion properties, as well as elastic constants for the newly developed Zr–(Cu,Ag)–Al BMGs, are also presented. These newly developed Ni-free Zr–(Cu,Ag)–Al BMGs exhibit excellent combined properties: strong GFA, high strength, high compressive plasticity, cheap and non-toxic raw materials and biocompatible property, as compared with other BMGs, leading to their potential industrial applications.     

ZrCuNiAl非晶合金成分设计与玻璃形成能力

通过成分设计得到Zr51Cu24.7Ni14.34Al9.96非品成分,可制备临界10 mm＜Dmax＜12 mm的非晶合金,其具有高的玻璃形成能力参数:Tg=728 K,Tx=790 K,T1=1174 K.玻璃形成能力判据Trg=0.707是迄今为止发现的Zr基非晶合金中最高值.从理论上证明了其具有高的玻璃形成能力...     

Formation of Bulk Metallic Glasses from Cu-Zr Based Alloys with Yttrium Addition

采用工业级的低纯Zr,通过稀土Y的微合金化作用,制备Cu46Zr46Al8非晶合金。结果表明:Y能有效提升Cu46Zr46Al8合金的玻璃形成能力,主要原因是Y能吸附液态合金中溶解的氧,起到晶化合金的作用。当Y的添加量为2at%,3at%时,效果最为明显。经过Y微合金化后的非晶合金的抗压缩断裂强度超过2GPa,高于用高纯原料制备的非晶,但是塑性明显下降。     

Effect of Al addition on formation and mechanical properties of Mg-Cu-Gd bulk metallic glass

The effect of partial substitution of Al for Cu on the glass forming ability（GFA） and mechanical properties of Mg65Cu25-xAlxGd10 （x=0, 1, 3 and 5, molar fraction, %） alloys were studied by X-ray diffi-actometry（XRD）, differential scanning calorimetry（DSC） and uniaxial compression test. The result reveals that GFA of the alloys changes slightly with increasing x from 0 to 3, and then abruptly decreases with x increasing up to 5. The plasticity can be greatly improved with appropriate substitution of Cu by A1 （3%, molar fraction） in Mg65Cu25Gd10 bulk metallic glass, and the resultant fracture strength, total strain to failure, and plastic strain are 898 MPa, 2.19% and 0.2%, respectively.     

Zr-Co(Cu)-Al bulk metallic glasses with optimal glass-forming ability and their compressive properties

The formation of bulk metallic glasses (BMGs) in the ternary Zr₅₆Co₂₈Al₁₆ and quaternary Zr₅₆Co_28–xCu_xAl₁₆ (x=2, 4, 5, 6, 7, mole fraction, %) glassy alloys was investigated via the copper mold suction casting method. The main purpose of this work was to locate the optimal BMG-forming composition for the quaternary ZrCo(Cu)Al alloys and to improve the plasticity of the parent alloy. The X-ray diffractometry (XRD), transmission electron microscopy (TEM) and differential scanning calorimetry (DSC) were used to investigate the glassy alloys structure and their glass forming ability (GFA). In addition, the compression test, microhardness, nano-indentation and scanning electron microscopy (SEM) were utilized to discuss the possible mechanisms involved in the enhanced plasticity achievement. The highest GFA among Cu-containing alloys was found for the Zr₅₆Co₂₂Cu₆Al₁₆ alloy, which was similar to that of the base alloy. Furthermore, the plasticity of the base alloy increased significantly from 3.3% to 6% for the Zr₅₆Co₂₂Cu₆Al₁₆ BMG. The variations in the plasticity and GFA of the alloys were discussed by considering the positive heat of mixing within Cu and Co elements.     

Al_(80)Cu_(20)合金液态原子微观结构及其与非晶形成能力的关系

通过对Al80 Cu2 0 非晶的晶化过程的DSC分析以及粘度测试分析 ,并运用分子动力学模拟的方法 ,研究了液态Al80 Cu2 0 合金中存在的原子团簇及其随温度的变化 ,分析了液态中原子团簇对非晶形成能力的影响。研究了Al80 Cu2 0 合金液态的非晶形成能力与液态微结构以及液态粘度的关系。发现Al80 Cu2 0 的液态粘度对其非晶形成能力有着重要的影响。