正电子湮没技术研究Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5块体非晶合金的结构自由体积

采用X射线衍射(XRD)仪、正电子湮没光谱(PAT)研究Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5块体非晶合金的结构特性。结果表明:原始制备的Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5块体非晶合金其正电子湮没寿命为176ps(大于正电子在纯铁中点阵空位上湮没的寿命τVFe=165ps)。在过冷液区(T=400℃)等温退火中,正电子湮没寿命随着退火时间的增加而减小。在过冷液区退火,导致Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5块体非晶合金的结构更致密。     

Crystallization kinetics of Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5 bulk metallic glass

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｍｅｔａｌｌｉｃｇｌａｓｓｅｓｈａｖｅｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｌｏｎｇ ｒａｎｇｅｒａｎｄｏｍａｎｄｓｈｏｒｔ ｒａｎｇｅｏｒｄｅｒ .Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅａｌｌｏｙ ,ｔｈｅｙｈａｖｅａｌｏｔｏｆ     

Rheological and diffusion behaviours of Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5 bulk metallic glass around glass transition

1 Introduction Since the Au-Si metallic glass were firstly prepared by rapid cooling technique in 1960 by DUWEZ et al[1], the study of structure and property of metallic glass has received much attention. The atom transportation behaviors (rheological an…     

Structural transformation and rheological processes in bulk metallic glass Zr41Ti14Cu12.5 Ni10Be22.5

The temperature dependence of strain and strain rate of the Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5 (Vitl) bulk metallic glass (BMG) under constant heating condition was derived from the static extension method with a dynamic thermal mechanical analyzer (DMA). A few strain rate peaks, which corresponds to the glass transition and multistep crystallization in the differential scanning calorimeter (DSC) examination, were observed in the curves of the relation between strain rate and temperature. The onset of viscous flow and the end of glass transition are interrelated, the first and second strain rate peaks correspond with the first and second crystallization transition processes, respectively.The influence of stress on strain and strain rate was researched. It is found that the rheological behaviour of BMG Vitl changes from elasticity to anelasticity, finally to the Newtonian viscous flow along with increasing temperature.     

Zr41.25Ti13.75Ni10Cu12.5Be22.5多孔块体非晶合金的制备

利用NaCl颗粒作为预制型,U形石英管作为坩埚,在双温区加热电炉中通过快速渗流、水淬和盐型滤除方法制备出直径为8．1mm、高为70mm的Zr基多孔块体非晶合金．XRD分析表明,所制备的样品由单一的非晶相组成．SEM观察表明,孔隙之间具有良好的连通性,孔隙直径和孔棱均小于1mm,多孔非晶合金密度为3．63g／cm^2,孔隙率为40．5％．     

非晶合金纳米晶化的研究进展

纳米晶材料是目前材料科学与工程领域中最具吸引力的材料之一。而非晶合金晶化法是纳米晶材料的主要制备方法之一。本文综述了国内外非晶合金纳米晶化的主要方法和研究动态，包括热致晶化、电致晶化、机械晶化和高压晶化等。并对各种方法的原理、特点、存在的问题以及最新进展进行了述评。同时介绍了清华大学在大块非晶合金高强脉冲电流晶化研究中取得的进展。     

Zr基大块非晶合金在过冷温度区间的静液挤压塑性变形研究

通过Gleeble1500热模拟试验,选择纯铁作为挤压包套材料,然后对非晶合金在663K、应变速率8.9×10-1s-1的条件下进行了静液挤压。Zr非晶合金产生了塑性变形,但没有发生均匀粘滞性流动,而是断裂成两段。样品断口上随机分布着充分与未充分发展的“脉纹”状切变带,断面上并且出现了类似流动熔体凝固后的特征结构。高应变速率变形条件使非晶合金产生的非均匀流变,以及静液挤压时纯铁先于非晶合金的流动变形是造成非晶合金断裂的主要原因。挤压态非晶合金的过冷温度区间减小,热稳定性有所降低。     

Zr41.25Ti13.75Ni10Cu12.5Be22.5块体非晶合金的拉伸断裂行为

Zr41．25Ti13.75Ni10Cu12．5Be22．5块体非晶合金在过冷液相区内的拉伸断裂行为与拉伸温度及应变速率有关．在室温条件下拉伸表现为剪切带扩展形成脆性断裂,在断口表面层出现了大量放射状脉状纹络,断口表面层的绝热升温现象导致断裂层温度超过了液相线温度,从而在断面上出现熔融状液滴．在玻璃化转变温度点,断裂模式依然为脆性断裂,韧窝状形貌及脉状纹络代替了放射状的脉状纹络分布于断口表面,同时伴随有熔融状液滴．计算表明,断口表面层绝热升温温度依然高于液相线温度．在更高温度或较低应变速率条件下,断裂方式转变为颈缩断裂模式,在颈缩点顶端依然存在脉状纹络,而未能观察到熔融状液滴．分析表明,在较高温度或较低应变速率条件下,绝热升温对断裂层的影响非常微弱,断口表层的温度没有明显升高．     

Zr基大块非晶合金在过冷液相区的静液挤压塑性变形研究

通过Gleeble1500热模拟试验,选择纯铁作为挤压包套材料,然后对非晶合金在390℃、应变速率8.9×10-1s-1的条件下进行了静液挤压。Zr非晶合金产生了塑性变形,但没有发生均匀粘滞性流动,而是断裂成两段。样品断口上随机分布着充分与未充分发展的“脉纹”状切变带,并且断面上出现了类似流动熔体凝固后的特征结构。高应变速率变形条件使非晶合金产生的非均匀流变,以及静液挤压时纯铁先于非晶合金的流动变形是造成非晶合金断裂的主要原因。挤压态非晶合金的过冷液相区减小,热稳定性有所降低。     

块体非晶合金Cu58 Zr30 Ti10 Sn2的形成与晶化行为研究

采用铜模吸铸法制备了直径为2～3mm的圆柱状Cu60-xZr30Ti10Snx（x=0、1、2）块体非晶合金。用X射线衍射（XRD）和差式扫描量热仪（DSC）研究了非晶合金的结构、热稳定性和晶化特征，非晶合金Cu60-xZr30Ti10Snx的特征温度Tg、Tx、△Tx=（Tx-Tg）均与Sn含量相关。块体非晶合金Cu58Zr30Ti10Sn2的Tg为703．9K、Tx为755．5K、△Tx约为51．6K。这些特征温度随DSC升温速率的增大，不断向高温区偏移，其中晶化行为的这种动力学效应比其玻璃转变的更为显著。由Kissinger法获得的块体非晶合金Cu58Zr30Ti10Sn2的玻璃转变激活能Eg为3．30eV、晶化激活能Ex为3．17eV、第一晶化峰激活能Ep1为2．82eV、第二晶化峰激活能Ep2为3．13eV。由Ozawa法获得的各激活能比Kissinger法的相应数值稍偏低，但趋势是一致的。     

Deformation of Zr41Ti14 Cu12. 5Ni10Be22.5 bulk amorphous alloy under isobaric pressure in super-cooled liquid region

The curve of crystallization transition during continuous heating for the Zr41Ti14 Cu12. 5Ni10Be22.5 bulk amorphous alloy was measured by means of dilatation(Fully automatic transformation recording/measuring instrument) and X-ray diffraction(XRD) method. The deformation behavior of the alloy at various heating rates in the supercooled liquid region was studied. The results show that the glass transition temperature of the alloy increases slightly and the supercooled liquid region(SLR) increases significantly with increasing heating rate. The deformation amount under isobaric pressure of 1 N for the alloy in the SLR increases with increasing heating rate. As the heating rate of the alloy increases from 5 to 100℃/rain, the amount of deformation of the alloy increases from 8.3% to 45%     

搅拌摩擦加工Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5大块非晶的组织和性能

研究了搅拌摩擦加工对Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5大块非晶的组织和性能影响规律。结果表明：搅拌摩擦加工后非晶合金没有发生晶化。室温下准静态压缩后,母材区﹑热影响区﹑搅拌区试样的抗压强度基本相当,但是搅拌区和热影响区的弹性模量明显提高,搅拌区和热影响区试样断裂前均出现锯齿流变现象,其断口呈现多重剪切特征,认为这与搅拌摩擦加工改变自由体积浓度和分布有关     

氢对Zr41．2Ti13．8Cu12．5Ni10Be22．5块体非晶合金中电子结合能与电阻率的影响

利用电弧熔炼及铜模快速铸造的方法，制备Zr412Ti13.8Cu125Ni10Be225块体非晶合金，通过电化学方法向块体非晶中充入氢。研究了氢对块体非晶合金电子结合能和电阻率的影响。结果表明：氢能够提高非晶合金原子的电子结合能；当氢容量等于29％（摩尔分数，下同）时，电阻率无明显的变化；氢容量等于62％和92％时，电阻率随着氢容量的增加显著降低；并且，充氢使电阻率突变温度降低。     

氢对Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5块状非晶光谱特性的影响

利用电弧熔炼及铜模快速铸造的方法制备zr41.2Ti13.8cu12．5Ni10Be22.5块状非晶合金，通过电化学方法向块状非晶中充入氢．研究了充氢对该非晶态材料反射光谱、吸收光谱、透射光谱特性的影响．结果表明，充氢掺杂后，提高反射率，降低吸收率，降低红外光的透射率，并使反射峰向短波边移动．