Er对ZrCuNiAl非晶合金结构、力学性能、热稳定性及非晶形成能力的影响

以(Zr_0.6336Cu_0.1452Ni_0.1012Al_0.12)_100-xEr_x(x=0,0.5,1,1.5,2,2.5,3,原子分数,下同)系块体非晶合金为研究对象,通过改变微量元素Er的含量来研究Er对非晶合金的结构、力学性能、热稳定性及非晶形成能力的影响。结果表明:添加Er元素所制备出的试样都是完全非晶结构的合金。随着Er含量的增加,各试样的弹性模量呈现出先增大后减小,压缩塑性应变呈台阶式上升,x=0,x=0.5,x=1试样的塑性应变在4%的范围内波动;x=1.5,x=2,x=2.5试样的塑性应变在11%的范围内波动;x=3试样的塑性应变最高,其值为23.19%,弹性模量为37.76GPa,屈服强度为1604MPa,抗压强度为2068MPa,断裂强度为2060MPa;随着Er含量的增加,锆基非晶合金的热稳定性和非晶形成能力均先减小后增大。     

P对Fe基非晶合金玻璃形成能力及磁性能的影响

采用XRD、DSC、SEM、TEM和、VSM等检测方法研究了Fe(73.65-x)Ni1Al5Ga2PxB9.6Si3C5.75(x=6.65、7.65、8.65、9.65)系列合金的微观结构、玻璃形成能力及磁性能.实验结果表明,当x=8.65时,样品为非晶结构,并深入分析了此时结构中的原子团簇结构;当x=7.65时,合金为在非晶基体上析出的纳米晶结构;当x=6.65时,在非晶基体上出现了大量的晶态相复合组织.热力学分析显示,用参数7能更合理地表征合金的玻璃形成能力,为C1>C2>A4.当P含量为7.65%(原子分数)时合金具有较好的软磁性能,其矫顽力为6.0Oe,饱和磁化强度为149.4emu/g.     

Fe40Ni40P14B6合金磁导率与温度的关系

研究了晶化温度为423℃的Fe40Ni40P14B6非晶合金在200～450℃退火后弱场磁导率μi随温度T的变化.结果表明,退火温度Ta对μi～T曲线的形状有较大的影响.当退火温度Ta低于非晶合金的晶化温度时,μi～T曲线上出现了尖锐的Hopkinson峰,峰值对应的温度为230～265℃,峰的位置随着退火温度的提高而移向高温,说明非晶合金的结构弛豫导致非晶合金的居里温度发生变化.在350～400℃退火后,μi～T曲线在150℃附近出现另一个宽峰,并且在合金从室温至150℃的升温过程中μi线性增加.当Ta高于非晶合金的晶化温度时,表征非晶相居里温度的Hopkinson峰消失,在从室温至400℃的升温过程中磁导率保持较低值不变,超过400℃后随温度的升高,磁导率逐渐上升.解释了磁导率随温度变化的原因并讨论了μi～T曲线的特征与合金相结构的关系及μi～T曲线的实际意义.     

铜模吸铸法制备的Fe74Al4Sn2P10Si4B4C2块体非晶与块体纳米晶合金

利用铜模吸铸法制备了直径φ1.0mm和2.0mm的Fe74Al4Sn2P10Si4B4C2块体非晶合金和直径2.0mm的Fe74Al4Sn2P10Si4B4C2块体纳米晶合金圆棒.利用X射线衍射、差示扫描量热仪(DSC)和差热分析仪(DTA)对Fe74Al4Sn2P10Si4B4C2块体非晶合金的结构和热性质进行了测定.该非晶合金的超冷液相区△Tx为16.7K,约化玻璃转变温度Tg/Tm和Tg/T1分别为0.60和0.57.Fe74Al4Sn2P10Si4B4C2合金接近共晶成分,在10K/min的冷却速率下其过冷度可达86.7K.利用透射电子显微镜(TEM)观察了制备态的Fe74Al4Sn2P10Si4B4C2纳米晶合金圆棒的结构,为非晶基体上均匀分布的尺寸10～20nm的α-Fe晶粒.Fe74Al4Sn2P10Si4B4C2合金能达到较大的过冷度,具有较高的约化玻璃转变温度(接近共晶合金成分)和过冷合金熔体的二步相析出有利于块体非晶合金和块体纳米晶合金的形成.铜模吸铸法既可制备块体非晶合金,也可制备块体纳米晶合金,是一种很有吸引力的制备块体非晶合金和块体纳米晶合金的方法,并进一步证实利用快速凝固法可以直接制备块体纳米晶合金.     

添加Nb对Fe74Al4Ga2P12B4Si4非晶合金晶化过程的影响

利用X射线衍射(XRD)、差热分析(DSC)和扫描电镜(SEM)方法试验研究了Nb元素对Fe-(Al,Ga)-(P,C,Si,B)系合金非晶晶化的影响.结果表明:Fe73Nb1Al4Ga2P12B4Si4的晶化过程为α-Fe→α-Fe Fe5SiP Al0.7Fe3Si0.3 Fe3B 剩余非晶化相;替代元素Nb的加入提高了材料的晶化温度,改变了Fe74Al4Ga2P12B4Si4的晶化激活能,其中形核激活能(Eg)、晶化起始激活能(Ex)和第一晶化峰激活能(Ep1)都大大增加;另外,Nb的加入显著降低了合金晶化后的晶粒尺寸,并改善了晶粒的均匀度.     

Co47.6Fe20.4B21.9Si5.1Nb5-xZrx(x=0~5)合金的非晶形成能力和磁性能

采用铜模吸铸法制备了直径d为2~5mm的Co_(47.6)Fe_(20.4)B_(21.9)Si_(5.1)Nb_(5-x)Zr_x(x=0~5)合金。利用X射线衍射(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)、振动样品磁强计(VSM)和显微硬度计分析合金的非晶形成能力(GFA)、磁性能及显微硬度。结果表明:该合金体系具有较好的GFA,随着Zr含量的增加,其GFA呈逐渐降低的趋势。Zr含量为0~2%(原子分数)时,能制得d为3mm的非晶合金;Zr含量为0~3%(原子分数)时,可制得d为2mm的非晶合金。直径2mm的棒状非晶合金(Zr含量为0~3%(原子分数))表现为明显的软磁性,饱和磁化强度Ms趋于一定值。该体系非晶合金均具有很高的显微硬度,Zr含量为3%(原子分数)时达到1420HV。     

稀土Gd对FeCrMoCB合金非晶形成能力及力学性能的影响

通过添加不同含量的稀土Gd,采用铜模真空吸铸法制备出一系列直径不同的FeCrMoCBGd合金样品,借助X射线衍射仪(XRD)、示差扫描量热仪(DSC)、显微硬度仪及万能试验机,研究了添加稀土元素Gd对FeCrMoCB合金非晶形成能力及力学性能的影响.结果表明,当Gd添加量为2%(原子分数)时,FeCrMoCBGd系合金的非晶形成能力最好,非晶合金的最大直径可超过12mm;非晶合金系的晶化过程为二级晶化行为,其显微硬度随直径的增加呈下降趋势,随Gd含量的增加而增加;非晶合金系均表现为脆性,断裂方式为典型的脆性断裂.     

Fe微合金化对Cu-Zr-Al非晶合金塑性变形行为的影响及其机理

用铜模喷铸法制备Cu_(47.8－x)Zr_46.2Al₆Fe_x(x=0, 0.8, 1.2, 1.6)系列合金,研究了Fe微合金化对其非晶形成能力和力学性能的影响。结果表明：随着微量元素Fe含量的提高合金的玻璃形成能力降低,而其室温塑性变形能力明显提高;随着Fe含量的提高基体中产生了更多的自由体积,且Fe与Cu的正混合焓使基体中成分/自由体积分布的不均匀性提高。这些因素,使高Fe含量的非晶合金具有更高的塑性变形能力。     

添加Nd对Mg-Zn-Ca合金非晶形成能力和耐蚀性的影响

采用真空铜模喷铸法制备了直径为2 mm的Mg68-xZn28Ca4Ndx(x=0,0.5,1,1.5)合金,研究了Nd添加量对合金的非晶形成能力以及耐腐蚀性能的影响。利用SEM、EDS能谱分析了模拟体液中浸泡不同时间后非晶合金的显微组织与成分,利用XRD和DSC分析了合金的相组成和非晶形成能力,利用电化学工作站对合金在模拟体液中的电化学性能进行了测试。结果表明,随着Nd添加量的增加,合金的非晶形成能力下降,当Nd元素的添加量为1.0%和1.5%时,α-Mg相在非晶基体上析出,试样由纯非晶结构转变为晶体和非晶的复合结构。Mg67.5Zn28Ca4Nd0.5非晶试样展现了最好的抗腐蚀性能。     

添加Ni对FeZrNbB合金的非晶形成能力与软磁性能的影响

利用单铜辊甩带法制备Fe(86-x)Zr2Nb2B10Nix(x=0、1、3和5)非晶合金带材。采用X射线衍射仪、差示扫描量热仪、振动样品磁强计以及精密磁性器件分析仪研究Ni元素对FeZrNbB合金带材的非晶形成能力和软磁性能影响。结果表明Ni元素能明显提高该体系合金的非晶形成能力,并使淬火态非晶合金带材的一级起始晶化温度提高;通过合金的退火处理,在Fe(86-x)Zr2Nb2B10Nix合金体系中含Ni元素的合金带材可以析出最小粒径为12(12.15)nm的α-Fe(a)纳米晶,获得较低的矫顽力为8.1A/m;其中Fe85Zr2Nb2B10Ni1非晶合金带材经过510℃保温20min热处理后可以获得较高的饱和磁感应强度为1.61T,有效磁导率提升到48.4k,矫顽力下降到8.3A/m。