铝基非晶合金的研究进展

Al基非晶合金及纳米Al基非晶合金材料发展十分迅速,具有广阔的应用前景。综述了Al基非晶合金的制备、形成机制、玻璃形成能力、过热熔体脆性和块体Al基非晶合金及纳米Al基非晶复合材料的制备与性能等热点问题。     

Cu基块体非晶合金的研究进展

综述了国内外最近几年来Cu基大块非晶合金的研究现状,介绍了Cu基大块非晶合金在玻璃形成能力、机械性能、耐腐蚀性能、非晶-纳米晶合金方面的研究成果,最后探讨了Cu基大块非晶合金未来的研究重点.     

镁基大块非晶合金的研究进展

综述了镁基大块非晶合金的研究现状,重点介绍了微量元素、纳米颗粒对Mg-Cu-Y大块非晶的影响,并对现有非晶形成能力的判据进行了分析.对镁基非晶合金及其非晶复合材料的进一步研究提出了建议.     

热喷涂Fe基非晶/纳米晶涂层的研究进展

分别介绍了等离子喷涂、高速火焰喷涂、活性燃烧高速燃气喷涂以及电弧喷涂技术制备Fe基非晶/纳米晶涂层的研究现状,分析比较了各自的特点、工艺方法、优缺点等,并展望了其发展前景。     

铝基非晶合金的研究与发展

A1基非晶及纳米复合A1非晶合金,作为新兴的工程材料,已经引起人们广泛的关注,近年来发展十分迅速。简述了A1基非晶合金的形成机制、晶化动力学及热稳定性等方面的研究概况及进展,并就其性能与传统A1合金进行了对比。     

Fe基非晶合金粉末的研究进展

非晶合金粉末是指快冷雾化合金液滴所制得的合金粉末,其中Fe基非晶合金粉末因具有生产成本低廉和应用前景广阔等优势,一直备受青睐。同时,Fe基非晶合金粉末的应用也为块体Fe基非晶合金应用难的问题提供了一条崭新的途径。本文综述了Fe基非晶合金粉末的研究进展,对其在涂层制备、磁性材料、激光3D打印、废水处理4个方面的研究现状进行了归纳分类与总结,并分析了Fe基非晶合金粉末在各领域的应用优势。最后指出Fe基非晶合金粉末在制备高质量涂层、老化磁性粉末再利用及增材制造领域的研究方向,并展望了作为传感、控制等功能性器件的应用前景。此外,在薄膜等小尺寸、低维材料及柔性电子领域也展现出巨大的应用潜力。     

Zr对Pr-Fe-B非晶合金晶化形成纳米晶合金的作用

从非晶合金化激活能的角度，分析了Pr-Fe-B非晶合金在退火过程中晶粒粗大的原因，揭示了Zr元素在其晶化过程中的作用，结果表明，Zr能改变Pr-Fe-B非晶合金中α－Fe相的晶化行为，有助于形成尺寸细小的α-Fe相。     

铝基非晶态合金的研究进展

铝基非晶态合金及其非晶复合材料具有高强、高韧、轻质、廉价、耐蚀等特点,具有广阔的应用前景.就该领域玻璃形成能力、热稳定性及纳米晶化等热点问题进行了较详尽的综述.Trg准则不适用于判断铝基合金的玻璃形成能力,无玻璃转变的合金亦可具有强的玻璃形成能力.纳米晶化产物的小尺寸是由析出物周围溶质富集、阻碍长大造成的;高密度成因仍存在分歧.     

Fe基非晶合金涂层在晶化过程中的硬度与组织变化

对等离子喷涂含Cr，Ni，W，Mo，C，Si等合金元素的Fe-B基非晶合金涂层进行了100～730℃不同温度4h热处理试验。差热分析结果表明，涂层的急剧结晶温度在590℃附近。热处理试验结果表明，在450℃以下热处理时，涂层仍基本保持非晶态，硬度变化不大。在450～610℃之间热处理时，随温度升高，涂层逐渐晶化，析出以Fe23(C，B)6和Fe23B6相为主的硬质相和富Fe相，在590℃左右获得晶粒尺寸约为20nm纳米晶组织，涂层硬度随温度升高急剧增大，在610℃左右硬度达到最大值，约1270HV。在630～730℃之间热处理时，富Fe相逐渐成为主要相，并有Fe23(C，B)6，Fe23B6，Fe2B和FeB等多种硬质硼化物相形成，晶粒尺寸随温度升高长大并形成树枝晶，涂层硬度逐渐降低。     

铝基非晶材料研究与再制造应用前景

发现于20世纪60年代的铝基非晶合金作为一种低密度材料拥有着较高的比强度,而且与传统晶态材料相比,呈现出长程无序、短程有序的原子排列特点,其内部不存在晶界、位错等较易引发失效的缺陷结构,表现出高硬度和优异的防腐、耐磨等性能,受到了国内外众多学者的广泛关注.起初,这类材料由于受到制备工艺的限制,表现为非晶与纳米晶共存的结构.随着科技发展,科学家们开发了一系列具有完全非晶结构的铝基合金体系.这些材料在具有较高的机械强度的同时能够表现出良好的韧性,使人们对其非晶形成能力、制备方法及应用推广等方面产生了较大的兴趣.对铝基非晶合金非晶形成能力的研究,学者们通常基于块体非晶合金非晶形成能力的经验判据,以及其他一些新提出的判定方法,如蒸发焓、费米层电子态密度、原子扩散以及析出相熔点等.但是,由于铝基非晶合金过冷液相区间较窄以及Al元素化学活性较强,因此铝基非晶合金的非晶形成能力普遍较弱.虽然人们在元素种类及含量变化对铝基非晶合金非晶形成能力的影响等方面做了大量的研究工作,但是目前仍未形成具有普适性的或更加精确的铝基非晶形成能力判定方法,未来仍需借助高性能材料模拟计算和机器学习等技术来进行完善.铝基非晶合金非晶形成能力较弱,以及其对外界条件的影响较为敏感,导致其在制备过程中易发生晶化,从而使获得的材料尺寸维度普遍较低.目前,铝基非晶合金的常见制备方法可按照其形态(粉状、块体、涂层等)来进行划分.粉状铝基非晶合金的制备方法主要为气雾化法和机械合金化法;块体铝基非晶合金的制备方法主要为直接凝固法和粉末冶金法;涂层类铝基非晶合金的制备方法主要包括激光熔覆、爆炸喷涂、冷喷涂、超音速火焰喷涂和电弧喷涂.相对而言,铝基非晶涂层制备技术不会受到工件尺寸的限制,工艺简单、操作方便,且适合于户外大面积施工,在表面防护与再制造工程领域更具应用潜力.尤其是在大型舰船、飞机、海洋设施等高附加值零件的再制造领域里,铝基非晶涂层制备技术的大规模推广应用将会带来巨大的经济效益.本文介绍了铝基非晶合金的发展过程、非晶形成能力、制备方法等内容,总结了铝基非晶涂层在再制造领域的应用前景,并展望了铝基非晶合金的未来研究方向.     

热处理温度对非晶合金耐蚀性能的影响

目的 在非晶合金过冷液相区范围内研究热处理温度对非晶合金耐蚀性能的影响。方法 采用差示扫描量热法来表征非晶合金,并作出非晶合金的差热曲线,以此来确定非晶合金的玻璃化转变温度Tg和晶化温度Tx,进而求出其过冷液相区范围,以此来确定热处理退火温度范围。随后在过冷液相区范围内均匀选取3个不同温度点对非晶合金进行热处理,最后在质量分数为3.5%的NaCl溶液中对非晶合金进行电化学测试,并与未处理样品进行比较,进而发现其耐蚀性规律。结果 经过不同的热处理后,非晶合金在质量分数为3.5%的NaCl溶液中的电化学腐蚀结果相差较多。结论 在保温时间和冷却方式不变时,随着热处理温度的增加,非晶合金的耐蚀性呈下降趋势。退火温度为540 ℃时,非晶合金的耐蚀性能最佳。     

全光亮和高耐蚀性非晶态合金层的制备新工艺

光亮和耐蚀性在金属镀层的应用中起着极其重要的作用。本研究是在普通碳素钢表面制备全光亮和高耐蚀性非晶态合金层的方法，其主要特点是化学镀溶液中不需加入任何光亮剂、整平剂、应力消除剂和润湿剂，就能从镀液中直接镀制出全光亮的非晶态合金层，在硫酸、盐酸、磷酸、氢氧化钠和氯化钠等强酸碱盐腐蚀介质中全浸腐蚀48小时，非晶态合金层具有很高的光亮度，不会变色。在空气中长期放置，非晶态合金层仍保持光亮性。另外，在酸性腐蚀介质中，非晶态合金层能使基体Q235钢的耐蚀性提高38倍以上，达到并超过1Cr18Ni9Ti不锈钢。     

镁合金的腐蚀特性及耐蚀性研究

镁的化学性质活泼,平衡电位很低,导致镁及镁合金的耐蚀性很差.耐蚀性差是阻碍镁合金广泛应用的主要原因之一.介绍了镁合金的腐蚀特性及影响镁合金耐蚀性的因素,综述了提高镁合金耐蚀性的研究进展.     

非晶态Ni-P-ZrO2复合镀层的耐磨性能

采用纳米ZrO2作为复合粒子,通过电镀方法制备非晶态Ni-P-ZrO2复合镀层,研究纳米ZrO2粒子及热处理温度对复合镀层耐磨性能的影响。结果表明:纳米ZrO2粒子的存在不影响镀层基质金属的非晶态结构;镀态下Ni-P镀层的磨损受黏着磨损和犁削磨损机制共同作用,耐磨性能较差,纳米ZrO2粒子的加入,缓解了镀层的黏着磨损和犁削作用,使磨损量大幅降低;非晶态Ni-P-ZrO2复合镀层在350℃热处理温度下已转变为晶态结构,镀层具有最高的耐磨性能,其磨损方式为磨粒磨损和脆性剥离。     

钴基合金-碳化钨复合涂层耐磨抗蚀性能研究

采用真空熔烧法制得钴基合金-碳化钨复合涂层.应用盘销式摩擦磨损试验机对不同碳化钨含量的复合涂层和淬火态45#钢进行了磨损试验.借助自设计振动装置,在10%HCl溶液及10%NaOH溶液中进行了室温全浸泡振动腐蚀试验.试验结果表明,复合涂层的耐磨性显著高于淬火钢,且其耐磨性随碳化钨含量的增加而提高,复合涂层在腐蚀液中耐蚀性也远高于45#钢.     

大块镁基非晶态合金的研究进展

综述了大块镁基非晶态合金的合金体系、配方、制备方法及其性能的最新研究进展.主要从合金体系发展的历史中总结了合金体系发展的基本线索,认为Mg-TM-Ln体系是大块镁基非晶态合金的最基本体系.最后,介绍了大块非晶态合金的生产和应用现状,展望大块镁基非晶态合金将在3C产品(computer, communication, consumer electronics products)领域有重大发展潜力.     

钛材用铝基耐高温涂层的防氧化性能研究

通过制备一种钛材铝基耐高温防氧化涂层以防止铸锭开坯过程中由于高温加热所造成的钛的损失以及氧化引起的表面缺陷,进而保护钛材;研究了涂层厚度和加热时间对涂层防氧化性能的影响。结果表明:由于该氧化保护涂层的主要组成是片状的金属铝粉末,一方面铝在加热过程中会与空气中的氧反应生成致密氧化层Al2O3,可有效地阻止氧的渗透;另一方面在高温加热过程中,铝和钛及钛合金可以发生反应,生成具有优良抗氧化性的TixAly相,能有效阻止钛的硬氧化层的形成从而起到保护基体的作用。在1 050℃恒温8 h条件下,涂层厚度在50150μm之间变化对涂层的抗氧化性能没有影响,随加热时间延长至16 h时,其抗氧化能力减弱。     

Ni-Al包覆增强Fe基非晶涂层的结构与耐磨性

为了降低Fe基非晶涂层的孔隙率,并提高其耐摩擦性能,采用机械球磨法在铁基非晶颗粒表面包覆Ni-Al颗粒,得到具有壳-核结构的涂层复合喷涂粉末,并采用等离子喷涂法将其在45钢表面制备铁基非晶涂层;分析了包覆型复合粉末和Fe基复合涂层的相组成和微观结构,测试了复合涂层的孔隙率、非晶相比例和干摩擦性能,研究了Ni-Al粒子包覆前后涂层的微观结构与摩擦机理变化。结果表明:Ni-Al粒子成功包覆在Fe基非晶表面形成了结构致密的壳-核结构复合粉末,粉末粒径小于50μm,包覆层厚度1～3μm。涂层孔隙率下降5%左右,由于Ni-Al稀释作用,非晶含量由72.5%降低为64.8%,复合涂层的结构显示为Ni3Al相和Fe基非晶形成的层片状。相对于传统涂层结构,复合涂层更能够强化非晶涂层的层状堆积的优点。相比Fe基非晶涂层,复合涂层的摩擦系数由0.412 3降低到0.256 1,磨损量为原涂层的1/2左右。Ni-Al粒子通过改进Fe基非晶粒子的熔解形态和延展能力,有效提高了非晶涂层的致密度,涂层非晶含量降低不明显,耐磨性显著增强。     

铝基非晶合金的制备、性能与应用研究进展

铝基非晶合金因其独特的物理和化学性能在诸多领域具有广泛的应用前景,综述了铝基非晶合金的成分体系、制备方法、性能特点及应用研究进展。首先,介绍了铝基非晶合金的发展历史和成分体系,目前铝基非晶主要分为3大体系：二元、三元和多元体系,以及综合性能和形成能力2大方面,多元体系表现更佳,并逐渐向更多元化发展;其次,系统介绍了铝基非晶合金的制备方法,包括粉末状、薄带状、块体样品的制备,相较于非晶薄带的制备,块体和粉状的制备方法较为丰富,而粉状非晶通常作为铝基非晶涂层的预制材料;随后,详细介绍了铝基非晶合金的性能特点、应用现状及发展趋势,从性能上来看,铝基非晶在强度和硬度以及耐腐蚀性能上表现良好,目前主要以涂层的形式参与应用,除此之外,研究者们也开始对磁性和热塑性展开研究,由于玻璃形成能力的限制,作为结构材料的应用较少;最后,对其未来应用前景进行了展望,认为涂层是目前铝基非晶合金最具应用前景的工程化方式。