不同吸铸电压对Zr63Cu17.5Al7.5Ni10Fe2非晶形成能力和力学性能的影响

对以Zr65Cu17.5Al7.5Ni10为基体的非晶合金中添加微量廉价的Fe元素,采用铜模吸铸法在不同电压下制备出直径 3 mm大块非晶合金.利用X 射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)和微机控制电子式万能试验机等技术手段研究了不同吸铸电压对Zr60Cu17.5Al7.5Ni10Ti5大块非晶合金的微观结构、玻璃形成能力、压缩力学性能以及断口形貌的影响.结果表明非晶材料的性能与吸铸电压有着密切相关的联系.     

不同元素掺杂对Zr基非晶形成能力及力学性能的影响

在水冷铜坩埚中采用铜模吸铸法制备成直径为3 mm的Zr63Cu17.5Ni10Al7.5TM2(TM=Y,Fe,Ti)合金圆棒.通过X射线衍射(XRD)、差热分析(DSC)、力学性能及断口扫描(SEM)检测,结果表明Y、Fe、Ti元素微量掺杂可以得到完全非晶,Fe、Ti元素掺杂的试样具有较高的非晶形成能力和热稳定性(△...     

半固态处理对(Zr_(0.60)Ni_(0.22)Al_(0.18))_(96)Fe_4合金非晶形成能力和力学性能的影响

将Fe元素添加到Zr-Ni-Al合金体系中,采用铜模吸铸法在不同电压下制备出直径为3 mm的(Zr0.60Ni0.22Al0.18)96Fe4圆棒合金试样。采用X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)、示差扫描量热仪(DSC)、微机控制电子式万能试验机和显微硬度计等设备测试了半固态处理对(Zr0.60Ni0.22Al0.18)96Fe4块体非晶合金的非晶形成能力和力学性能的影响。结果表明,10 kV吸铸的(Zr0.60Ni0.22Al0.18)96Fe4试样为完全非晶结构,合金具有较强的非晶形成能力,其过冷液相区宽度ΔTx可以达到78 K,约化玻璃转变温度Trg(Trg=Tg/Tm)可达0.632;电压8 kV时吸铸制得的(Zr0.60Ni0.22Al0.18)96Fe4合金由非晶主相和少量FeZr2晶体相组成,其断裂强度σf为2 077 MPa,显微硬度为720 HV,塑性应变量εp为1.7%;随吸铸电压适量降低,7 kV吸铸时,合金仍为非晶/晶体复合材料,但晶体相份额增多,合金的强度和硬度提高。     

Ti元素的添加对Zr基合金的非晶形成能力及热稳定性的影响

在水冷铜坩埚中采用铜型吸铸法制备成直径为3mm的Zr65-xCu17.5Ni10Al7.5Ti(xx=1,2,3,4,5)合金圆棒。采用X射线衍射(XRD)、差热分析(DSC)对Zr基合金的非晶形成能力、结构变化及热稳定性进行研究。结果表明:当x=2时合金为完全非晶组织,此时非晶具有较高的热稳定性和非晶形成能力(Trg=0.64934,ΔTx=35);随着Ti含量的增加(x=2,3,4,5时)合金为完全非晶相,非晶的形成能力和热稳定性降低。而且Ti的加入也改变了合金中原子间的近程有序和原子排列。     

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对Ti-Zr-Cu-Ni-Be非晶合金热稳定性和力学性能的影响

利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、差示扫描量热(DSC)和室温压缩试验等分析手段,通过替代(Ti40Zr20Cu8Ni9Be18Al5)和掺杂[(Ti40Zr25Cu8Ni9Be18)0.95Al0.05)]两种元素添加方法,研究了5%(摩尔分数)Al元素对Ti40Zr25Cu8Ni9Be18非晶合金铸态组织、热稳定性和力学性能的影响。替代和掺杂的Al元素使直径为3mm的非晶合金棒状试样中分别析出了纳米晶和准晶。Al替代Zr使非晶合金薄带试样的过冷液相区从46K升高到50K,而以掺杂方式添加时却使其降低为31K。替代方式添加的Al元素使非晶合金的压缩断裂强度从1924MPa提高到2121MPa,但塑性应变从3.9%降低到了0.2%;而掺杂方式添加的Al元素使非晶合金强度降低为1475MPa,并呈现零塑性。     

共格沉淀析出过程的微观结构演化相场法模拟

用铜模吸铸法制备了Zr(65-x)Cu17.5Ni10Al7.5Fex(x=0,1,2,3,4,5,at％)块体合金,利用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、同步热分析(DSC)、万能试验机和扫描电镜(SEM)研究了Fe对Zr基合金的非晶形成能力、热稳定性及力学性能的影响.结果表明:适量添加Fe元素有利于提高该合金的非晶形成能力和热稳定性,当Fe含量为x=2时,其内部结构为完全非晶结构,并且此成分具有较高的GFA和热稳定性(△Tx=58 K).Fe元素的适量加入也有利于提高该合金的强度和塑性,其中x=2的块体非晶合金的抗压强度σf、断裂应变εf和塑性应变εp分别高达2338 MPa、12.4％和2.0％.     

添加微量Fe对Zr_(55)Al_(10)Ni_5Cu_(30)块体金属玻璃非晶形成能力和力学性能的影响(英文)

通过磁悬浮熔炼和铜模吸铸法制备直径3mm的(Zr0.55Al0.10Ni0.05Cu0.30)100-xFex(x=0,1,2,3,4)合金试样,研究Fe元素的微量添加对Zr55Al10Ni5Cu30块体金属玻璃非晶形成能力和力学性能的影响。研究表明,合理添加Fe元素(不超过3%,摩尔分数)导致约化玻璃转变温度Trg(=Tg/Tl)和参数γ(=Tx/(Tg+Tl))增大,因而其非晶形成能力增大,但添加过量的Fe元素(4%)会导致其非晶形成能力的降低。添加Fe元素也会显著地改善Zr55Al10Ni5Cu30块体金属玻璃的压缩塑性及提高其压缩断裂强度,当Fe元素的添加量为2%时,直径3mm、长度6mm的试样在压缩时出现一定的塑性及加工硬化现象。Fe元素添加量为4%形成的金属玻璃基复合材料,同样也显示良好的压缩塑性和高的压缩断裂强度。     

Zr65Al7.5Ni10Cu17.5和Zr65Al10Ni10Cu15合金的非晶和晶态薄带吸氢行为研究

研究两种不同成分具有较大过冷液相区的四元合金Zr65Al7.5Ni10Cu17.5和Zr65Al10Ni10Cu15，非晶和晶态薄带吸氢行为，结果表qt两种薄带的吸氢量均随着温度的升高而增大，非晶薄带的吸氢量要小于同等条件下的晶态薄带的吸氢量且只有在673K吸氢后形成了氢化物，Zr65Al7.5Ni10Cu17.5非晶和晶态薄带吸氢后分别生成了Zr2NiH4.7和ZrH2；而Zr65Al10Ni10Cu15非晶和晶态两种薄带最后生成的氢化物同为ZrH2。     

铌添加对钛基大块金属玻璃的非晶形成能力、热稳定性及机械特性的影响(英文)

(Ti40Zr25Cu9Ni8Be18)100-xNbx(x=0,1,3,4,5 at%)钛基大块金属玻璃由铜模铸制得,制得的金属玻璃由直径大于6 mm的全非晶相构成。铌添加对非晶形成能力和热稳定性的影响由X射线衍射仪,透射电子显微镜和示差扫描热量计分析研究,机械特性由MTS810型力学特性测试仪在室温下以压缩模式测量,应变速率为2×10-4 s-1。实验发现:铌的添加对非晶形成能力几乎没有影响,但使得热稳定性有所提高。随着铌含量的增加,合金表现出很高的抗断强度,当x=4时,合金表现出最高的耐压强度1945 MPa和塑性延伸7%,塑性有明显提高。扫描电子显微镜分析表明,(Ti40Zr25Cu9Ni8Be18)96Nb4的高延展性是由于形成了高密度的剪切带的原因。     

锆基激光熔覆涂层组织结构及性能

在纯钛(TA2)基体上激光熔覆了Zr65Al75Ni10Cu17.5合金粉末，对涂层进行了XRD，SEM和TEM分析。研究发现，涂层由金属间化合物 少量的非晶组成。这种具有高比强度、高硬度和高抗氧化性的金属间化合物与非晶相的复合组织，具有较好的力学性能。在Zr65Al75Ni10Cu17.5合金粉末中添加w(B)2％和w(Si)2．75％，发现涂层中非晶含量增加，硬度升高。两种涂层的最高硬度分别达到HK909．6和HK1444．8。     

Zr-二十面体准晶-十次准晶伪三元系中非晶的形成

分析了块状非晶与稳定准晶结构上的异同点，选择两种稳定准晶(二十面体准晶和十次准晶)相互混合，在保持准晶二十面体基本结构单元的基础上，增加元素组成的混乱度，再添加有利于形成高配位多面体的元素Zr，用急冷方法制备出非晶合金．对此非晶合金的热力学测试表明，该非晶形成能力和稳定性与Inoue的Zr65Al7.5Cu17.5Ni10非晶相近．     

(Zr55All0Ni5Cu30)0.97Ce0.03非晶合金在含Cl-介质中的腐蚀电化学行为研究

  用电化学技术方法研究了Zr₅₅Al_l0Ni₅Cu₃₀和(Zr₅₅Al_l0Ni₅Cu₃₀)_0.97Ce_0.03非晶合金在含Cl^-介质中的腐蚀电化学行为及添加稀土Ce的影响.结果表明：随Cl^-浓度增加,两种非晶合金的腐蚀速度加快;添加稀土Ce后提高合金耐蚀性;随极化电位的提高,两种非晶合金在0.05 mol/L Na₂SO₄及含Cl^-介质中均出现钝化特征,维钝电流密度随Cl^-浓度增加而减小;Zr₅₅Al_l0Ni₅Cu₃₀非晶合金的电化学阻抗谱由单容抗弧组成(Zr₅₅Al_l0Ni₅Cu₃₀)_0.97Ce_0.03非晶合金的交流阻抗谱在Cl^-浓度较低时呈单容抗弧特征,而随Cl^-浓度的增加,单容抗弧变为双容抗弧.     

Amorphous in a Zr-IQC-DQC pseudo-ternary alloy system

A pseudo-ternary alloy system was constructed by combining an icosahedral quasicrystal (IQC), a decagonal quasicrystal(DQC), and Zr into one alloy system. Different proportions of Zr were added to pseudo-binary alloy IQC80DQC20 (mass fraction in %). Structural evolution in these alloys was discussed. An amorphous alloy composition was found in this system and a melt-spinning amorphous alloy was produced in this composition. Through DSC analysis, the amorphous alloy exhibits high glass forming ability comparable to that of the Inoue Zr65Al75Cu17.5Ni10 amorphous alloy.     

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。     

异质结构Zr基非晶合金的热稳定性及力学性能

通过铜模铸造法制备了具有异质结构的Zr64.2Ni16.2Cu14.6Al5和Zr63.4Ni16.2Cu15.4Al5块体非晶合金,利用X射线衍射(XRD)、高分辨透射电镜(HRTEM)和差示扫描量热法(DSC)研究了其微观结构及热稳定性。结果表明,与均匀结构的Zr65Al10Ni10Cu15块体非晶合金相比,异质结构降低了材料的热稳定性。在单轴压缩试验中,两种Zr基块体非晶合金具有大的塑性应变(>25%)和高的屈服强度(>1.6GPa)。低的STZs势能和高的剪切带扩展抗力是异质结构Zr基块体非晶合金塑性提高的主要原因。     

Zr57Nb5Cul5．4Nil2．6Al10大块非晶合金的晶化动力学及显微硬度

采用铜模铸造法制备直径10mm的圆柱状Zr57Nb5Cu15.4Ni12.6Al10大块非晶合金，并用X射线衍射(XRD)证明其为完全非晶态。应用示差扫描量热(DSC)分析方法测定该合金的玻璃转变的热学参量并分析其晶化过程。利用Kissinger法和Ozawa法计算了大块非晶合金表观晶化激活能。同时研究了退火温度对非晶合金显微硬度的影响。     

锆基大块非晶合金在NaCl溶液中的腐蚀行为

利用电化学方法研究了3种锆基大块非晶合金Zr60Al15Ni25、Zr65Al10Ni10Cu15和Zr52.5Al10Ni10Cu15Be12.5在1%、3.5%和10%（wt.%）NaCl溶液中的腐蚀行为.极化曲线的测试结果表明,在相同浓度NaCl溶液中Zr60Al15Ni25合金表面形成相对稳定的钝化膜,表现出较好的耐腐蚀能力.元素Cu和Be的添加,降低了合金Zr52.5Al10Ni10Cu15Be12.5和Zr65Al10Ni10Cu15在NaCl溶液中的钝化能力,增加了点蚀的敏感性.失重法研究结果表明3种合金腐蚀速率的大小顺序依次为Zr65Al10Ni10Cu15〉Zr52.5Al10Ni10Cu15Be12.5〉Zr60Al15Ni25.利用扫描电镜（SEM）和能量散射X射线谱（EDS）分析了极化后的合金表面,结果表明点蚀孔内部Zr、Al、Ni的选择性溶解和Cu在钝化膜下的富集导致了合金的耐腐蚀性能降低.