稀土元素Gd对Zr基块体非晶合金形成能力的影响

利用铜模铸造制备了一系列含Gd的Zr基块状非晶合金,用X射线衍射和差示扫描量热法研究了稀土元素Gd对Zr基块体非晶合金的形成能力、结构变化、热稳定性的影响。结果表明,Gd的加入增大了Zr基块体非晶合金的平均原子间距,改变了Zr基非晶合金的近程有序区和原子排列。Gd含量从1%增加到10%,ΔTx从50.1K减小到33.9K,即非晶合金的稳定性减弱,但是Gd含量为5%时,约化玻璃转变温度Trg出现了最大值0.7016,显示了非晶合金的形成能力有所提高。     

Zr含量对非晶合金非晶形成能力及力学性能的影响

采用铜模吸铸法制备出直径为3 mm的[Zr0.72+x(Cu0.59Ni0.41)0.28-x]88Al12(x=0,0.05,0.1)棒状非晶合金。通过X射线衍射(XRD)、差示扫描热量法(DSC)、微机控制电子式万能力学试验机和扫描电镜(SEM)研究其非晶形成能力与压缩力学性能的变化规律。结果表明:随着Zr含量的提高,合金的过冷液相区宽度ΔTx减小,热稳定性下降;约化玻璃转变温度Trg和参数γ均随着Zr含量的提高而下降,非晶形成能力下降;在x=0时,断裂强度、塑性应变和抗压强度均达到最大值,分别为1 531 MPa、14.61%和1 838 MPa;而在x=0.1时,塑性应变和抗压强度则分别达到最小值5.06%和1 495 MPa;试样的室温准静态压缩力学性能随Zr含量的增加而下降。     

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...     

Nd对块体Mg-Cu-Y-Nd非晶合金玻璃形成能力的影响

在非真空熔炼条件下采用工业纯原材料和负压铜模吸铸法制备Mg65Cu25Y10-xNdx(x=0,2,4,6,8,10)棒状试样,利用差示扫描量热(DSC)和X射线衍射(XRD)等方法分析Nd对Mg-Cu-Y-Nd非晶合金玻璃形成能力的影响。结果表明:Nd的含量(x)为0,4,6成分的合金试样具有完全非晶态组织,且x=4时具有最大的玻璃形成能力,其约化玻璃转变温度(Trg)为0.592,过冷液相区宽度(ΔTx)高达66 K;当x为2,8,10时,由于合金成分明显偏离共晶成分,玻璃形成能力降低,试样只含有少量非晶,且主要呈晶体组织特征。     

反复熔炼对Zr基大块非晶合金玻璃形成能力的影响

研究了反复熔炼对Zr60Al15Ni25和Zr65Al7.5Ni10Cu17.5合金的玻璃形成能力的影响。DSC分析表明，随着熔炼次数的增多，Zr60Al15Ni25非晶合金的玻璃转变温度和晶化开始温度都提高，而Zr60Al7.5Ni10Cu17.5非晶合金的特征温度基本没有发生变化。Zr60Al15Ni25合金的熔化焓由于反复熔炼而降低，在热力学上有利于非晶相的形成。根据反复熔炼对铸锭凝固组织进而对合金熔体中的短程序的影响，讨论了玻璃形成能力的变化及原子间的结合力对短程序尺寸的影响，分析了2种合金对反复熔炼处理的敏感性的不同。     

Al含量对ZrCuAl系非晶玻璃形成能力及热稳定性的影响

以ZrCuAl系非晶合金为研究对象,通过微量改变Al的含量,利用X射线衍射仪(XRD)、示差扫描量热仪(DSC)等仪器对这些合金的结构、性质进行了表征,并研究了Al含量对母合金非晶形成能力和热稳定性的影响。结果表明,当a(Al)=8%时,样品非晶化程度最高,并且稳定性最强。     

Sn对多元Fe基非晶合金的玻璃形成能力及磁性能的影响

研究分析了Sn元素对Fe—Ni—Al—Ga-P—B-Si—C系非晶合金玻璃形成能力及磁性能的影响。XRD分析表明，合金Fe68-xNi1Al5Ga2P9.65B4.6Si3C6.75Snx（x=0，0．5，1．5，2．5）在铸态下皆为非晶态，并且合金的脆性随着Sn含量的增加急剧增大；DSC分析表明，随着Sn含量的增加，合金的玻璃转变温度Tg逐渐下降，同时过冷液相区△Tx逐渐变宽，而且增加幅度越来越大。Sn含量为0．5％和1．5％时，第一晶化放热峰Tp1已变得不明显，说明合金由二次品化向一次晶化转变。当Sn含量为2．5％时，合金具有较好的软磁性能。     

大块非晶合金的电子束焊接

近年来已能用较低的冷却速度 (1～ 10 0Ｋ/ｓ)直接由熔体制取厚度 10ｍｍ左右的高玻璃形成能力的大块非晶合金。这种大块非晶合金也具有在晶化前很宽的过冷液相区和高变形率超塑性以及在过冷液相状态优良的加工性。在 2 0 0 1年日本熊本大学解决了大块非晶合金材料的焊接问题 ,     

热力学和动力学因素对块体非晶合金玻璃形成能力的影响

从热力学和动力学原理出发,结合经典形核理论,阐述了焓变?Hf、熵变?Sf、Gibbs自由能的差?G、过冷熔体的黏度?和冷却速率等热力学与动力学因素对非晶合金玻璃形成能力的影响,以及这些参数之间的相关性,最后总结了由热力学与动力学因素引出的判断块体非晶合金玻璃形成能力的各种判据     

Si对Ni基非晶合金玻璃形成能力及热稳定性的影响

研究Si对NiCuTiZrAl非晶合金的玻璃形成能力及热稳定性的影响。利用铜模铸造制备NiCuTiZrAlSi非晶合金,3.5%Si的添加显著改善非晶合金的玻璃形成能力。在DSC、DTA、XRD及TEM分析的基础上,利用SEM(EDS)技术对类金属Si提高非晶合金的玻璃形成能力及热稳定性进行深入分析。适量元素Si添加不仅可以延缓熔体中初生相Ni(TiZr)和(TiZr)(CuAl)2形成,而且可抑制元素O的有害作用,这为类金属提高非晶合金的玻璃形成能力提供有效证据。利用Kissinger方程进行不同含Si量的NiCuTiZrAl非晶合金晶化动力学研究表明,放热峰Tp处晶化激活能随着Si量增加而增大。     

Cu44.25Ag14.75Zr36Ti5非晶合金的晶化行为

采用铜模铸造法制备了直径为3mm的柱状Cu44.25Ag14.75Zr36Ti5块体非晶合金,X射线衍射证明试样为完全非晶态。利用差示扫描热分析仪(DSC)、X射线衍射,研究了该非晶合金的晶化行为。利用Kissinger和Ozawa方程求得Cu44.25Ag14.75Zr36Ti5第一晶化峰和第二晶化峰的晶化激活能。结果表明,该大块非晶合金具有良好的热稳定性,在10K/min的加热速率下,析出相主要是Cu8Zr3和Cu10Zr7。     

Cu47Ti34Zr11Ni8块体非晶合金的制备

采用差压铸造法成功制备了圆棒状与板片状的Cu417Ti34Zr11Ni8块体非晶合金，研究了合金的热稳定性。在试验条件下，Cu47Ti34Zr11Ni8块体非晶合金棒状试样的最大直径可达3mm，板片状试样的最大厚度可达1mm。该成分块体非晶合金具有良好的热稳定性，其玻璃转变温度Tg=672K，晶化温度Txl=735K，过冷液相区△Tx=63K，约化玻璃温度Trg=0．575。     

Effects of ion irradiation on Zr52.5Cu17.9Ni14.6Al10Ti5 (BAM-11) bulk metallic glass

Bulk metallic glasses are intriguing candidates for nuclear applications due to their inherent amorphous structure, but their radiation response is largely unknown due to the relatively recent nature of innovations in bulk metallic glass fabrication. Here, microstructural and mechanical property evaluations have been performed on a Zr_52.5Cu_17.9Ni_14.6Al₁₀Ti₅ bulk metallic glass (BAM-11) irradiated with 3 MeV Ni⁺ ions to 0.1 and 1.0 dpa at room temperature and 200 °C. Nanoindentation hardness and Young's modulus both decreased by 6–20% in samples irradiated at room temperature, with the sample irradiated to 1.0 dpa experiencing the greatest change in mechanical properties. However, no significant changes in properties were observed in the samples irradiated at 200 °C, and transmission electron microscopy showed no visible evidence of radiation damage or crystallization following ion irradiation at any of the tested conditions. These results suggest that BAM-11 bulk metallic glass may be useful for certain applications in nuclear environments.     

Zr52.5CU17.9Ni14.6Al10Ti5块体非晶退火后的力学性能

观察亲测试了Ｚｒ５２．５Ｃｕ１７．９Ｎｉ１４．６Ａｌ１０Ｔｉ５块体非晶在不同退火条件下的显微组织与力学性能,等温退火后可以得到尺寸约为３０－６０ｎｍ金属间化合物相用分布在非晶基体上的混合结构,研究表明：Ｐ块体非晶的压缩屈服强度为１．６６ＧＰａ,断裂强度为１．７８ＧＰａ,塑性约为０．５％,等温退火后,材料强度随着析出纳米相的体积分数（Ｖ）的培加发生明显的变化,Ｖ＝１８％时为１．９１ＧＰａ,Ｖ＝４７＾     

KINETIC STUDY ON FORMATION OF BULK GLASS STATE Zr52.5Ni14.6Al10Cu17.9Ti5 ALLOY

１ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＭｏｓｔｍｅｔａｌｉｃａｌｏｙｓｕｓｕａｌｙｈａｖｅａｌｏｗｅｒｇｌａｓｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＴｇ,ｔｈｅｉｒｇｌａｓｓｔａｔｅａｒｅｆｏｒｍｅｄｉｎｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｆａｓｔｅｒｃｏｏｌｉｎｇ...     

Hydrogen absorption and desorption in metallic glass and nanocrystalline Zr52.5Cu17.9Ni14.6Ti5Al10 alloy

To illuminate the intrinsic surface activity of Zr52.5Cu17.9Ni14.6Ti5Al10 alloy in its glass and nanocrystalline states, hydrogen absorption and desorption in both states was investigated by gas chromatographic analysis. The results show that the Zr52.5Cu17.9Ni14.6Ti5Al10 alloy in the nanocrystalline state can absorb a larger amount of hydrogen than that in glass state at room temperature after activation. According to the desorption process and surface state, the significant change in absorption induced by crystallization is proposed to result from that the glassy alloy has a higher desorption energy, which can adsorb gas physically and nonselectively, and is difficult to activate, while the nanocrystalline alloy can absorb much hydrogen due to the inter-atomic or intra-atomic electron transfer, which accelerates the kinetics of the catalytic reaction for the dissociation of molecular hydrogen into atomic hydrogen.     

Zr50Ti5Cu18Ni17Al10块体金属玻璃的热稳定性和力学性能

采用差示扫描量热仪以连续加热的方式研究了Zr50Ti5Cu18Ni17Al10块体金属玻璃的热稳定性。其玻璃转变激活能(Eg)以及晶化激活能(Ep1和Ep2)分别为438±11,284±8和323±11kJ/mol。采用压缩试验研究了金属玻璃的室温力学性能,初始应变速率为1×10-4s-1。直径为3mm的金属玻璃棒呈现良好的力学性能,最大塑性应变达3%,杨氏模量和断裂强度的最大值分别为90GPa和1968MPa。多条剪切带的交织、分叉和滑移以及宽度为60?m的较大临界剪切台阶是Zr50Ti5Cu18Ni17Al10块体金属玻璃具有较高压缩塑性的主要原因。     

The Effect of Er Addition on the Air-Oxidation of a Zr55Cu30Al10Ni5-Based Bulk Metallic Glass

Air oxidation behavior of a (Zr₅₅Cu₃₀Al₁₀Ni₅)₉₈Er₂ bulk metallic glass was studied at 350–450 °C. The results showed that the oxidation kinetics of the alloy followed a multi-stage parabolic rate law, and the parabolic rate constants at the steady-state stage increased with temperature. The oxidation rates of the alloy were higher than those of the Zr₅₅Cu₃₀Al₁₀Ni₅ glassy alloy, indicative of poor oxidation resistance for the Er-containing alloy. The scales formed on the (Zr₅₅Cu₃₀Al₁₀Ni₅)₉₈Er₂ alloy consisted mostly of tetragonal ZrO₂ and minor monoclinic ZrO₂ and CuO at 350 °C, while Cu₂O and Er₂O₃ were present at T > 400 °C.     

La55Al25Ni20大块非晶合金对ZA27合金凝固组织的影响

将La55Al25Ni20大块非晶合金加入到ZA27合金中,研究了非晶合金对ZA27凝固组织的影响。发现加入非晶合金后的ZA27铸锭组织中析出枝晶状、块状、小花状等第二相。第二相随机分布在基体中,使基体枝晶细化。添加等量的La55Al25Ni20晶体合金时未析出小花状第二相,且对一次枝晶的细化效果不如添加非晶合金好。电子探针（EPMA）试验结果表明,析出的第二相中含有较多的Zn元素,使初生α＇相枝晶发育不完全,产生细化,且造成了麻点区的扩大。合理利用非晶独特的晶化过程,为La55Al25Ni20大块非晶在合金添加剂方面的应用开拓了新的途径。     

轧制对Zr65Al7．5Ni10Cu17．5块体非晶合金硬度的影响

用等速率连续加热退火获得不同驰豫态的Zr65Al7.5Ni10Cu17.5块体非晶合金,在室温下对其进行轧制变形,分析变形后材料的结构.结果发现,最大变形量为95%时,该非晶合金仍然保持单一的非晶结构,不断进行的轧制变形仅是在其中引入了逐渐增多的剪切带,非晶合金的硬度也因此而不断下降.非晶合金在变形前的弛豫程度越高,硬度下降的越快.虽然非晶合金的自由体积在应变量大于80%时达到饱和,但随变形量的提高硬度继续下降.