EXAFS测定金属玻璃Cu_(70)Ti_(30)原子近邻结构

用RU-1000转靶X射线源及其测角仪系统,采集了金属玻璃Cu_(70)Ti_(30)室温(T=300K)和低温(T=80K)Cu的K吸收EXAFS谱。用本实验室编的“EXAFS数据处理程序库”对数据进行处理,以理论计算背散射振幅及相移值作数据拟合的方法,得到Cu原子与近邻原子的间距、配位数及Debye-waller因子等。讨论了Cu_(70)Ti_(30)金属玻璃中化学短程有序及Cu原子近邻结构的特征。     

Cu_(66)Ti_(34)非晶合金凝固过程的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟了二元合金Cu66Ti34的凝固过程。原子间作用采用GEAM势,利用偶关联函数,均方位移(MSD)等分析方法,研究Cu66Ti34合金在4×1013 K/s冷却速度下的玻璃化转变温度、原子的扩散行为。结果表明,通过偶分布函数第一谷的最小值与第一峰最大值之比获得的玻璃转变温度为600 K,与相近成分Cu50Ti50的实验值接近;在800 K时,Cu和Ti的MSD最大值均小于1×10?2 nm2,合金熔体很粘稠;在600 K时,曲线的斜率降低,在动力学上合金熔体已经凝固。定压比热容与温度成二次分布关系,存在一个峰值温度为892 K的热力学玻璃转变温度,证明了用动力学方法和用热力学方法获得的玻璃转变温度之间的差异。     

热处理对Ti_(35)Zr_(30)Be_(27.5)Cu_(7.5)非晶合金压缩性能的影响

利用铜模铸造法获得了直径为2 mm的Ti35Zr30Be27.5Cu7.5块体非晶合金。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、差氏扫描量热仪(DSC)及压缩试验等方法研究了非晶合金的相结构、显微组织和热稳定性,以及热处理对其压缩强度及塑性的影响。结果表明:在553和583 K温度下分别保温5 h后,实验合金仍保持为非晶态;在613 K保温1 h后,有晶化相出现。Ti35Zr30Be27.5 Cu7.5非晶合金在583 K下保温1 h后其塑性变形量达到了6.57%,较热处理前提高了1倍,且保持了热处理前的强度,屈服强度和抗压强度分别为1921 MPa,2169 MPa。随着热处理温度的提高,非晶相含量减少,合金断裂强度、塑性变形量随之降低;同时合金断裂方式由韧性断裂转变为脆性断裂。     

Nb_(40)Ti_(30)Ni_(30)合金的透氢性能

随着燃料电池的实用化和普及,将来的社会势必需要大量的高纯度氢气。作为高纯氢气的大量生产方法,对于利用透氢合金进行分离和精制氢气的制氢技术寄予了很大的期望。当前已获实际应用的钯基透氢合金,存在价格高昂等许多严重问题,因此急待开发性能良好且廉价的新型透氢合金。新近发现含Nb约40%(mol)以下的Nb-Ti Ni合金具有大致与纯钯同等的透氢度(),而且耐氢脆性又极其优越。这类合金是由初晶(Nb,Ti)与共晶{(Nb,Ti)+Ti Ni}构成,并且随着初晶(Nb,Ti)体积分率的增大而逐渐增大。但是初晶体积分率增大又会带来共晶的减少,因而易于发生…     

冷却速率对Cu_(70)Zr_(30)合金初生相及包晶转变的影响

采用差热分析与阶梯铜模喷铸技术,研究不同冷却速率作用下Cu70Zr30合金初生相尺寸、形貌以及包晶层厚度等的演化规律,讨论相选择与包晶转变的形成机理。结果表明:近平衡凝固条件下,差热分析试样中初生相形成与包晶转变的发生温度分别为1042℃和957℃,均滞后于平衡相图中相应的温度。由于包晶相两侧成分区间相差不大,且固态中原子扩散系数较小,因此,平均包晶层厚度仅为5μm,并存在残余的Cu51Zr14初生相。铜模喷铸条件下,非平衡凝固组织中初生相结构未发生改变,但包晶转变得到有效抑制。随冷却速率提高,过冷度的增加有利于形核发生,初生相形貌从定向束状向等轴晶发生转变。     

Ti_(35)Zr_(30)Be_(24)Cu_(7.5)Co_(3.5)块体非晶合金的摩擦磨损行为

利用铜模铸造法制备了直径为3mm的Ti_(35)Zr_(30)Be_(24)Cu_(7.5)Co_(3.5)块状非晶合金。在销-盘磨擦磨损试验机上测试了该非晶合金的磨擦磨损行为,采用扫描电镜(SEM)观察了非晶合金的磨损表面形貌,分析了该非晶合金的磨损机理。结果表明,随着载荷由10N增加到40N,非晶试样的磨损量增大,摩擦因数先增大后减小;磨损形貌由犁沟和部分剥落转变为以局部剪切为特征的塑性流变;磨损机理由磨粒磨损逐步转变为疲劳磨损。     

退火对Ti_(35)Zr_(30)Be_(24)Cu_(7.5)Co_(3.5)块体非晶合金耐磨性的影响

采用销-盘法研究了直径?3 mm Ti_(35)Zr_(30)Be_(24)Cu_(7.5)Co_(3.5)块体非晶合金及其经623 K和653 K退火1 h后的耐磨性,利用SEM分析了磨损形貌。结果表明,经磨损后,试样磨损面显微硬度略有提高,有加工硬化现象出现;623 K温度下退火1 h后,相组成与铸态同为非晶相,试样磨损以局部剪切的塑性流变为主,磨损机制为疲劳磨损;随着温度提高到653 K退火1 h后,合金由部分非晶相及纳米相组成,显微硬度突升到1 042 HV,磨损以碎片剥落及犁沟为主,磨损机制为磨粒磨损。     

纳米晶Cu_30Al_70合金的形成及其催化活性

本文利用机械球磨的方法将工业上广泛应用的传统的ＲａｎｅｙＣｕ催化剂的前体Ｃｕ３０Ａｌ７０合金制成了纳米晶合金催化材料，并研究了它在木糖加氢反应中的催化活性．结果表明，制成的纳米晶合金ＣｕＡｌ２相的平均晶粒尺寸为１２ｎｍ，球料比和球磨时间极大地影响形成的纳米晶Ｃｕ３０Ａｌ７０合金的晶粒尺寸，纳米晶Ｃｕ３０Ａｌ７０合金组织较均匀，元素分布均匀，活化后的催化剂具有较高的催化活性．     

Cu_(0.60)Ti_(0.40)金属玻璃的电学性能和结晶

用X射线衍射,示差扫描量热和电阻测量技术研究了Cu_(0·60)Ti_(0·40)金属玻璃的电学性质和结晶.发现Cu_(0·60)Ti_(0·40)金属玻璃有负的电阻温度系数,随着结晶过程的进行,电阻温度系数变为正值并逐渐增大.Cu_(0·60)Ti_(0·40)金属玻璃的结晶过程有两个阶段并基本上符合J-M-A方程.用不同方法计算了它的结晶活化能,所得数值彼此接近.指出还存在较大的潜力来提高Cu-Ti系金属玻璃的稳定性.     

机械合金化法制备Ti_(50)Ni_(15)Cu_(28)Sn_7非晶合金粉末

以一定比例配置Ti、Ni、Cu、Sn金属粉末,利用机械合金化方法在转速为300 r/min、球料比为12∶1的条件下制备Ti_(50)Ni_(15)Cu_(28)Sn_7非晶合金。采用XRD和SEM对不同球磨时间混合粉末的物相结构和形貌进行分析。并对合金粉末进行了DSC分析。结果表明:经过不同时间球磨之后,混合的金属粉末开始出现合金化及不同程度的非晶化。随着球磨时间的增加,粉末颗粒逐渐细化。球磨80 h后,合金粉末全部转变为非晶合金,且具有较高的热稳定性和非晶形成能力。     

Al含量和烧结温度对Ti_(50)Ni_(50)与Ti_(47)Ni_(47)Al_6合金耐蚀性的影响

采用粉末冶金方法制备了Ti_(50)Ni_(50)与Ti_(47)Ni_(47)Al_6合金,通过极化曲线、配备能谱分析的扫描电镜测试手段研究了Al含量和烧结温度对烧结合金耐蚀性的影响。结果表明:1080℃烧结Ti_(50)Ni_(50)合金表现为钝化特征,蚀孔尺寸较小,弥散分布;Al含量为6%时,合金表现为活性溶解,蚀孔尺寸及腐蚀区域面积显著增加,耐蚀性降低;烧结温度提高至1180℃时,合金重新表现为钝化,蚀孔尺寸及腐蚀区域面积显著减小,耐蚀性最佳。     

温度对Cu_(50)Zr_(50)非晶合金晶化激活能和热稳定性影响

通过拟合计算和退火的方法研究了熔体温度对Cu50Zr50非晶的晶化激活能和热稳定性的影响。结果表明,熔体温度越高,非晶晶化激活能越高,非晶形核所需要克服的能量势垒越大,原子的移动能力越低,非晶越不易形核晶化,非晶的热稳定性越好。     

Ge_(30)Se_(70)硫系玻璃的特征温度和性能

通过熔融-淬冷的方法制备Ge30Se70硫系玻璃块状试样,利用XRD判定所制试样的非晶态程度,采用DSC热分析方法测定该试样的玻璃化转变温度Tg和起始析晶温度Tx,通过VFT方程拟合法确定试样的动力学理想玻璃化转变温度T0,采取分段加热法分析Ge30Se70玻璃试样和同成分晶体试样在设定温度范围内的比热容.通过计算出的比热容拟合出Ge30Se70玻璃和晶体的比热容方程,即cp,l=0.0002T+0.3337和cp,c=0.00006T+0.4594.Ge30Se70试样的Tg和T0分别为590和581 K,且Tg随着升温速率R的增大而增加.在低于玻璃转化温度前时,Ge30Se70玻璃试样的平均比热容约为11.8 J/(mol·K),红外透过率约为60%,红外性能良好.获得Ge30Se70玻璃的约化转变温度Trg介于0.5~0.667之间,形核率极低,表明Ge30Se70玻璃的成玻能力良好.     

Zr_(41.2)Ti_(13.8)Cu_(12.5)Ni_(10.0)Be_(22.5)大块非晶合金的切屑和切削力试验(英文)

为了解非晶合金的切削机理,对大块非晶合金Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10.0Be22.5进行了不同切削深度的切削实验,然后用扫描电镜、X光衍射仪和测力系统对切屑形态和切削力进行观察和测量。实验结果表明:Zr基非晶合金在受拉的时候,比全脆性材料有更好的塑性表现,其切屑形态独特且具有塑性剪切带特征;主切削力Fz随切削深度的增加而增长,但Fx和Fy则几乎没有变化。     

Zr_(56.6)Cu_(17.3)Ni_(12.5)Al_(9.6)Ti_4块体非晶合金的玻璃形成能力

采用低纯度的原料,通过电弧熔炼铜模铸造法制备了直径达10mm的Zr56.6Cu17.3Ni12.5Al9.6Ti4非晶合金圆棒。该合金玻璃转变温度tg=385.8℃,晶化温度tx=464.2℃,过冷液相区温差Δtx=78.4℃,约化玻璃温度trg(tg/tmL)=0.62。以基于DTA的合金凝固点偏移的方法确定该合金的临界冷却速度Rc=7.1℃/s,低于商业合金Vit.105合金的临界冷速(约为10℃/s)。楔形试样对比结果显示:Zr56.6合金试样中的非晶组织区域明显大于Vit.105合金的,预示前者具有较好的实际玻璃形成能力。以上结果表明,Zr56.6Cu17.3Ni12.5Al9.6Ti4合金是Zr Al Ni Cu Ti系中玻璃形成能力最强的合金之一。     

含Fe和Mn的Ni_(30)Cu_(70)固溶体团簇模型与耐蚀性研究

提出了一个极限田溶体合金的团簇模型,在此基础上优化设计了添加Fe和Mn的Ni_(30)Cu_(70)(原子分数,%)固溶体合金成分.在该模型中,固溶的Fe和Mn以Ni为第一近邻形成12配位立方八面体原子团簇(Fe_(1-x)Mn_x)Ni_(12)而分散到Cu基体中,因此极限固溶体合金成分为[M_1/_(13)Ni_(12)/_(13)]30Cu_(70)=[(Fe_(1-x)Mn_xNi_(12)]Cua_(30.3),M=(Fe_(1-x)Mn_x).采用X射线衍射和电化学腐蚀测试等方法,研究了[(Fe_(1-x)Mn_x)Ni_(12)]Cu_(30.3)合金的微观组织与耐腐蚀性能的关系.实验结果表明,对应于极限同溶体状念的[(Fe_(0.75)Mn_(0.25))Ni_(12)]Cua_(30.3)合金,在3.5%NaCl溶液中具有相对好的耐腐蚀性能.     

Ni_(47)Ti_(44)Nb_9合金的相变滞后和应变马氏体的稳定性SCIEI

用不同温度下的拉伸试验、电阻法测量和透射电镜分析系统地研究了Ni_(47)Ti_(44)Nb_9合金的相变滞后及其影响因素,探讨了应变马氏体的稳定性。结果表明,存在一个特征形变温度和形变量范围,在这个范围内形变时,可以得到宽的相变滞后和高的应变恢复率。不规则的孪晶马氏体和含有位错亚结构的马氏体,以及与β-Nb质点相交截的马氏体都具有较高的稳定性。     

Ti_(48)Zr_(20)Nb_(12)Cu_5Be_(15)内生相非晶合金的压缩性能

采用铜模喷铸法成功制备出内含β-Ti(Zr,Nb)晶体相的Ti_(48)Zr_(20)Nb_(12)Cu_5Be_(15)内生相非晶合金,在室温环境下对其进行准静态和动态压缩力学性能测试,用S-4800型扫描电镜(SEM)对压缩试样断口进行观察,并对不同应变率下的力学性能进行对比。结果表明,内生相非晶合金的结构为非晶基体和在非晶基体上均匀分布着的β-Ti(Zr,Nb)晶体相组成。Ti_(48)Zr_(20)Nb_(12)Cu_5Be_(15)内生相非晶合金在准静态压缩时,随应变率的增加抗压强度有明显的提高,存在应变率硬化现象,表现出与一般非晶合金体系不同的应变率效应;在动态压缩条件下,动态抗压强度随着应变率的提高也有较明显的增加,表现为应变率硬化效应。由于内生相非晶合金在动态压缩条件下的绝热温升效应和非晶的碎化,导致在室温条件下Ti_(48)Zr_(20)Nb_(12)Cu_5Be_(15)内生相非晶合金的动态压缩抗压强度和应变低于准静态压缩抗压强度和应变。     

热处理温度对Zr_(49)Co_(49)Ti_2合金微观组织和力学性能的影响

采用高真空磁控钨极电弧熔炼炉制备铸态Zr_(49)Co_(49)Ti_2合金,对铸态试样进行加热至不同温度后水冷的热处理,采用X射线衍射仪和光学显微镜观察试样相组成和显微组织形态,利用万能试验机对试样进行力学性能测试。结果表明:Zr_(49)Co_(49)Ti_2合金在不同热处理温度条件下,其相结构主要由简单立方结构B2型ZrCo相组成,显微组织由等轴晶体和细条状晶体所组成。在773 K进行热处理的合金试样具有最大的线弹性极限和屈服强度值,其值分别为346 MPa和427 MPa;而在823 K进行热处理的合金试样具有最大维氏硬度,其值为337 HV20。另外,在完全塑性区域,随着热处理温度的增加,应变强化指数逐渐增大,即试样塑性变形抗力逐渐增大。