Zr—Ti—Cu—Ni—Be—Fe大块非晶合金晶化动力学效应

利用非等温差示扫描量热（DSC）分析方法研究了大块Zr41Ti14Cu12.5Ni2Be22.5Fe8非晶合金中的晶化行为,用Kissinger方程计算其经表现激活能,实验表明,在Zr基大块非晶合金中掺下Fe后,其玻璃转变与晶化行为都与加热速率有关,均具有动力学效应,同时,从昌化反应速率常数的角度讨论了非晶形成能力。     

FeNiAlGaPBSiC非晶合金的晶化动力学

采用单辊急冷法制备了Fe68Ni1Al5Ga2P9.65B4.6Si3C6.75非晶薄带.用XRD、DSC研究合金的晶化动力学过程.结果表明:合金的玻璃转变和晶化行为均具有动力学效应,其晶化类型为初晶型和随后的共晶型反应.用Kissinger法计算得到的Eg、Ex、Ep1、Ep2分别为703、373、446、723 kJ/mol,Eg远大于Ex,表明该合金具有较高的热稳定性.     

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。     

Zr57Nb5Cu15.4Ni12.6Al10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10 mm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.     

镍基块状非晶合金的晶化动力学行为

利用铜模铸造方法制备了Ni45 Ti23Zr15Si5Pd12块状非晶合金，采用扫描差热分析(DSC)和X射线衍射(XRD)对该块状非晶合金的晶化动力学行为进行了研究．结果表明：Ni45Ti23Zr15Si5Pd12块状非晶样品的晶化过程为多阶段晶化，主要晶化过程的Avrami指数大于3．0，为三维形核长大过程；随着晶化体积分数的增加，剩余非晶的晶化激活能增大，合金热稳定性增加；原子尺寸差异以及各原子间大的负混合焓是合金具有高的热稳定性的主要原因．     

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。     

NiTiZrAICuSi块体非晶合金等温晶化动力学

利用铜型铸造法制备了Ni42Ti20Zr21．5A18Cu5Si3．5块体非晶合金，采用示差扫描量热计（DSC）对Ni42Ti20Zr21．5A18Cu5Si3．5块体非晶合金的等温晶化动力学进行了研究。利用JMA方程对等温晶化过程进行了分析，结果表明该合金的等温晶化过程始于一维界面控制的形核及长大，等温晶化的主要阶段为Avrami指数大于3．0的三雏形核和长大过程。     

铁基块体非晶合金的制备及其晶化动力学

采用工业用原材料在铜模吸铸条件下制备了直径为2 mm的Fe50Co7Ni13Zr10B20块体非晶合金.利用X射线衍射仪(XRD)、差分扫描量热计(DSC)对铸态样品的结构、非晶合金的热稳定性、晶化动力学行为进行了研究.该合金的玻璃转变温度Tg、初始晶化温度Tx1、过冷液相区△Tx1约化玻璃转变温度Trg分别为804 K、875 K、71 K和0.59.采用连续加热方法对其晶化动力学进行了研究,得到其玻璃转变激活能和晶化峰激活能分别为339.2 kJ/mol和326.4 kJ/mol,表明合金具有强的热稳定性.由VFT方程拟合获得该非晶合金的脆性参数m为23.     

锆基大块非晶合金的晶化动力学研究

利用差示扫描量热法(DSC)和X射线衍射法(XRD)研究了非晶合金Zr65Al10Ni10Cu15和Zr52.5Al10Ni10Cu15Be12.5的晶化动力学情况.结果表明,在恒速升温情况下,随着升温速率的加快,非晶合金的特征温度TgTxTp均向高温区移动,其过冷液相区的宽度也逐渐增加,表明非晶合金的玻璃转变和晶化均具有动力学效应;在等温晶化情况下,利用JMA方程计算出两种合金的Avrami指数和有效激活能,由此得出这两种合金的晶化同为受扩散机制控制的形核率随时间增加而下降的晶化过程;并且非晶合金Zr52.5Al10Ni10Cu15Be12.5的热稳定性要强于Zr65Al10Ni10Cu15,经过分析认为,造成这一现象的主要原因是原子半径较小的Be原子与合金中的其它原子组成紧密的堆垛结构,抑制了合金元素的长程扩散.     

Zr55Al10Ni5Cu30块状非晶合金靠近玻璃转变点的等温纳米晶化

研究了Zr55Al10Ni5Cu30块状非晶合金靠近玻璃转变点等温晶化过程。结果表明：420℃退火5h,出现了尺寸为20nm左右的晶相,同时,非晶基体也出现了尺寸为1－2nm分布均匀的团簇状结构;退火10h,析出的晶相尺寸为20－50nm,所占的体积分数为40％;退火20h之后,非晶相完全转变为亚稳相,析出的晶相尺寸为50nm左右,并没有出现明显的长大现象。退火得到的晶相为Cu10Zr7,Zr2Ni及一些未能标定的相,这些相在420℃具有相对的稳定性,没有问题稳定相转变。退火后,残余非晶相的热稳定性降低。等温退火过程经历了从非晶相→团簇状结构→亚稳相的转变过程。     

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

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｍｅｔａｌｌｉｃｇｌａｓｓｅｓｈａｖｅｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｌｏｎｇ ｒａｎｇｅｒａｎｄｏｍａｎｄｓｈｏｒｔ ｒａｎｇｅｏｒｄｅｒ .Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅａｌｌｏｙ ,ｔｈｅｙｈａｖｅａｌｏｔｏｆ     

Crystallization behavior of Ti61.67Zr17.15Ni14.80Cu6.38 glass-forming alloy

Ti61.57Zr17.15Ni14.80Cu6.38(atom fraction, %) metallic glass has applications in brazing. Using the hammer-and-anvil technique, Ti61.67Zr17.15Ni14.80Cu6.38 metallic glass was prepared. The crystallization behavior for this metallic glass was investigated by differential scanning calorimetry(DSC), X-ray diffractometry (XRD) and transmission electron microscopy(TEM). There are three stages in DSC curves of crystallization. The reduced glass temperature Trg is 0.42. The kinetic parameters of crystallization were calculated by a set of equations of the maximum crystallization rate. The crystalline phase formed in the MSⅠ(Metastable stage D is Zr2Cu, in the MSII is α-Ti and in the MSⅢ is Ti2Ni. This kind of alloy has lower glass forming ability, and the Ti61.67Zr17.15Ni14.80Cu6.38 metallic glass has lower thermal stability.     

Crystallization of amorphous Zr70Cu30—xNix alloys

X－ray diffraction (XRD)and differential scanning calorimetry(DSC) were employed to investigate the influence of Ni content on the crystallization of amorphous Zr70Cu30-xNix(atom fration in%) alloys,Experimental results show that with the Ni content increasing the activation energies for crystallization of amorphous Zr70Cu30-xNix alloys increase correspondingly,indicating that the thermal stability is greatly improved.All the DSC traces of amorphous Zr70Cu30-xNix alloys exhibit two exothermic peaks,suggesting that the crystallization process via a double-stage ticles,while the second one corresponds to the precipitaion of nano-scale Zr2Ni phase and crystallization of residual amporphous phase,The mechanism on the crystallization of amorphous Zr70Cu30-xNix alloys was discussed.     

Crystallization kinetics of bulk Cu58.1Zr35.9Al6 alloy

The crystallization kinetics of the bulk amorphous Cu_58.1Zr_35.9Al₆ alloy was examined by differential scanning calorimetry under continuous heating and isothermal annealing. During continuous heating, the activation energy of crystallization was determined to be 383 kJ/mol by Kissinger method. However, on the isothermal annealing, the activation energy was determined to be 459.2 kJ/mol by the Arrhenius method, which was much larger than that obtained from the Kissinger method. The different temperatures at which crystallization occurs are responsible for the discrepancy in the activation energy. The average Avrami exponent of about 3.5 implies that the crystallization process of the bulk amorphous Cu_58.1Zr_35.9Al₆ alloy is diffusion-controlled with a nucleation rate decreasing with time.     

Crystallization kinetics of amorphous Zr65Cu25Al10 alloy

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｇｌａｓｓｆｏｒｍｉｎｇ ｍｕｌｔｉｃｏｍｐｏ ｎｅｎｔａｌｌｏｙｓｙｓｔｅｍｓｗｉｔｈｖｅｒｙｌｏｗｃｒｉｔｉｃａｌｃｏｏｌｉｎｇｒａｔｅｓｗｉｔｈｉｎ 1～ 10 0Ｋ/ｓｈａｓｏｆｆｅｒｅｄｆｉｒｓｔ     

Cu64Zr36合金非晶剪切带形成的分子动力学模拟

用分子动力学(MD)模拟方法研究在轴向压缩下,冷却速率、应变率、环境温度、裂缝对Cu64Zr36二元非晶合金力学性能的影响。在模拟中,采用EAM势函数表述原子间的相互作用。计算结果表明:非晶的弹性模量和抗压强度都比晶体试样大一倍多,而当应变≥15%时两种试样的流动应力几乎相等;冷却速率缓慢得到的非晶试样由于原子发生重组变疏松,产生剪切带,而冷却速率较快得到的试样则没有发生重组;试样的弹性模量、抗压强度和流动应力对应变率变化很不敏感;随着环境温度的升高,流动应力、抗压强度和弹性模量降低;有初始裂纹的试样剪切带集中,从裂纹尖端开始,与加载方向呈45o方向扩展。     

熔盐电解制备低成本Ti12LC钛合金的研究

利用覆盖渣技术在非真空条件下成功制备出了直径为3 mm的Zr55Ni5Al10Cu30块体非晶合金.采用差示扫描量热法(DSC),将Johnson-Mehl-Avrami理论拓展应用于非晶合金的非等温晶化过程研究.结果表明,Zr55Ni5Al10Cu30块体非晶合金的连续升温晶化过程Avrami指数及形核率随升温速率的升高而呈下降趋势,同时随晶化过程进行呈先增加后减小的规律.Avrami指数最大值出现在晶化体积分数0.3～0.4之间,在低升温速率下Zr55Ni5Al10Cu30块体非晶合金部分晶化过程出现三维形核界面控制长大的形式.     

Fe-Cr-Mo-B-C-P非晶合金涂层的非等温晶化动力学

采用大气等离子体喷涂技术制备Fe-Cr-Mo-B-C-P非晶合金涂层,利用XRD和SEM检测喷涂态涂层样品的物相和形貌。通过差示扫描量热分析方法(DSC),在不同升温速率下连续加热测得涂层的特征温度。分别利用Kissinger,Augis-Bennett和Ozawa方程计算相应的活化能(Ec和Ep),并用Matusita–Sakka方程计算Avrami指数n进而分析晶化机制。结果表明：通过调控等离子体喷涂工艺参数可成功制备出铁基非晶涂层;随着升温速率的增大,Fe-Cr-Mo-B-C-P非晶合金涂层相应的特征温度也逐渐上升,在晶化过程中存在显著的动力学效应。     

Zr－Al－Ni－Cu大块非晶合金的变温晶化行为研究

研究了Zr-Al-Ni-Cu大块非晶合金在连续升温过程中的晶化行为。结果表明，随升温速度的加快，特征温度Ts，Tx，Tp均向高温区移动，晶化热焓增加，过冷温度区间扩大，并且峰值温度Tp对应的晶化体积分数减少。利用Kissinger曲线和Doyle曲线法计算合金的变温晶化激活能E，结果表明，晶化激活能随晶化过程的进行，其值先增加后降低，并且在晶化即将结束时，晶化激活能急剧降低。采用Kissinger曲线计算晶化激活能，由于特征温度在不同的加热速度下对应的晶化体积分数发生变化，从而导致了激活能计算值的偏大。