Cu﹑Nb对多元Fe基非晶合金的形成及热稳定性的影响

以具有宽过冷液相区成分的Fe-Al-Ga-P-B-(C)-Si合金作为研究对象,研究了Cu﹑Nb元素及其加入量对合金非晶形成能力和热稳定性的影响。结果表明,当Cu加入量超过2%(原子百分比)时,合金中有晶化相析出,而低于2%时则表现为完全的非晶态。与不加铜的非晶合金相比,含铜非晶态合金的玻璃转变温度Tg和晶化温度Tx均向高温区移动,过冷液相区ΔTx减小,表明非晶合金的热稳定性下降。在非晶合金形成方面,Nb也有类似的效果。含铌0.5%合金的过冷液相区ΔTx大于不含铌元素的合金,表明具有较大的玻璃形成能力和稳定性。     

合金元素对Cu60Zr30Ti10合金的非晶形成能力与显微硬度的影响

用铜模吸铸法制备直径2~3 mm的Cu60-xZr30Ti10M2(M=Mg、Al、Sn)系列非晶合金。用X射线衍射、差式扫描量热仪和硬度实验等研究它们的非晶形成能力、热稳定性与显微硬度。该系列非晶合金均表现出两级晶化行为。Cu60Zr30Ti10的玻璃转变温度为426.5℃,晶化起始温度为467.7℃,过冷液相区为41.2℃。添加Mg、Mo、Al对过冷液相区影响比较小,而添加Sn则使过冷液相区明显增大,达到51.6℃,合金的非晶形成能力有较明显提高,热稳定性增强。Cu60Zr30Ti10非晶合金的显微硬度为HV594.3,添加2%(摩尔分数)的Mg、Mo和Al对显微硬度影响不大,而添加2%Sn(摩尔分数)却使显微硬度达到HV755.7,提高27%。     

Cu、Nb对多元Fe基非晶合金的形成及热稳定性的影响

以具有宽过冷液相区成分的Fe-Al-Ga-P-B-（C）-Si合金作为研究对象，研究了Cu、Nb元素及其加入量对合金非晶形成能力和热稳定性的影响。结果表明，当Cu加入量超过2％（原子百分比）时，合金中有晶化相析出，而低于2％时则表现为完全的非晶态。与不加铜的非晶合金相比，含铜非晶态合金的玻璃转变温度瓦和晶化温度瓦均向高温区移动，过冷液相区△Tx减小，表明非晶合金的热稳定性下降。在非晶合金形成方面．Nb也有类似的效果。含铌0、5％合金的过冷液相区△Tx大于不含铌元素的合金，表明具有较大的玻璃形成能力和稳定性。     

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。     

熔体过热处理对Cu45Zr42Al8Ag5非晶形成能力的影响及块状非晶的DSC研究

在水冷坩埚中采用铜模吸铸法制备出直径3.0 mm 的Cu45Zr42Al8Ag5合金金属圆棒,研究了熔体过热处理对铜模吸铸法制备块状非晶合金的影响,表明熔体过热处理可以提高块状非晶的形成能力.并采用差热分析(DSC)技术对铜基成分为Cu45Zr42Al8Ag5块状非晶合金进行晶化动力学研究.结果表明,随着过热度的增大,该合金的过冷度(△Tx)和约化玻璃转变温度(Trg)均增大.     

Mg-Cu-Y合金非晶形成能力及热稳定性分析

利用单辊甩带法快速凝固技术制备Mg65Cu25Y10合金非晶薄带,采用X射线衍射仪、差示扫描量热仪对非晶薄带的玻璃形成能力及其热稳定性进行了分析,通过Kissinger法和Ozawa法计算了Mg65Cu25Y10非晶合金的表观激活能。结果表明,Mg65Cu25Y10非晶合金具有较强的玻璃形成能力,其过冷液相区宽度值在42⁵6 K之间,约化玻璃转变温度为0.52。Mg65Cu25Y10非晶合金的热稳定性较高,其玻璃转变激活能和起始晶化激活能分别为352.0、137.5 kJ/mol,两个晶化峰值激活能分别为61.2 kJ/mol和81.4 kJ/mol。Mg65Cu25Y10非晶合金的玻璃化转变和晶化均具有动力学效应,随着升温速率提高,非晶合金的特征转变温度向高温区移动。     

Mg-Cu-Y合金非晶形成能力及热稳定性分析

利用单辊甩带法快速凝固技术制备Mg65Cu25Y10合金非晶薄带,采用X射线衍射仪、差示扫描量热仪对非晶薄带的玻璃形成能力及其热稳定性进行了分析,通过Kissinger法和Ozawa法计算了Mg65Cu25Y10非晶合金的表观激活能。结果表明,Mg65Cu25Y10非晶合金具有较强的玻璃形成能力,其过冷液相区宽度值在42~56 K之间,约化玻璃转变温度为0.52。Mg65Cu25Y10非晶合金的热稳定性较高,其玻璃转变激活能和起始晶化激活能分别为352.0、137.5 kJ/mol,两个晶化峰值激活能分别为61.2 kJ/mol和81.4 kJ/mol。Mg65Cu25Y10非晶合金的玻璃化转变和晶化均具有动力学效应,随着升温速率提高,非晶合金的特征转变温度向高温区移动。     

Mg-Cu-(Al-Si)-Y大块非晶合金的制备及晶化研究

采用Al-Si合金部分替代Mg65Cu25Y10大块非晶合金中的Cu元素,形成Mg-Cu-(Al-Si)-Y非晶合金。通过铜模浇注法制备Mg-Cu-(Al-Si)-Y大块非晶合金,发现Al-Si合金的添加对非晶合金的玻璃形成能力没有明显改善,但改善了非晶合金的室温塑性。在晶化温度附近低于晶化温度的条件下对铜辊旋淬法制备的Mg-Cu-(Al-Si)-Y非晶条带进行了处理。结果表明,Mg-Cu-(Al-Si)-Y非晶合金随加热温度的提高和处理的时间的延长晶化程度也随之提高,同时加热晶化增大了合金的室温脆性。     

Mg-Cu-(Al-Si)-Y大块非晶合金的制备及晶化研究

采用Al-Si合金部分替代Mg65u25Y10大块非晶合金中的Cu元素,形成Mg-Cu-（Al-Si）-Y非晶合金.通过铜模浇注法制备Mg-Cu-（Al-Si）-Y大块非晶合金,发现Al-Si合金的添加对非晶合金的玻璃形成能力没有明显改善,但改善了非晶合金的室温塑性.在晶化温度附近低于晶化温度的条件下对铜辊旋淬法制备的Mg-Cu-（Al-Si）-Y非晶条带进行了处理.结果表明,Mg-Cu-（Al-Si）-Y非晶合金随加热温度的提高和处理的时间的延长晶化程度也随之提高,同时加热晶化增大了合金的室温脆性.     

铁基软磁块体非晶合金玻璃形成能力的研究进展

本文首先介绍了当前铁基软磁块体非晶合金的主要研究体系,并重点讲述了合金元素对合金的热稳定性参数如晶化温度Tx、玻璃转变温度Tg及过冷液相区△Tx的影响.铁基非晶合金的玻璃形成能力与△Tx有密切关系并强烈依赖于合金成分.进而总结了合金元素对铁基软磁块体非晶合金的玻璃形成能力影响的一般规律.     

Zr43Cu50Al7块体非晶合金的结构弛豫和晶化研究

在不同加热速率下应用差示扫描量热法(DSC)研究了Zr43Cu50Al7块体非晶合金的结构弛豫现象和晶化行为,得到了满意的晶化曲线.由晶化曲线得到弛豫峰与玻璃转变温度(Tg)、晶化起始温度(Tx)和晶化峰温度(Tp).Zr43Cu50Al7非晶合金的过冷液相区ΔTx达76.2 K,具有较强的玻璃形成能力.对所得到的弛豫峰作了初步的研究,并运用Kissinger法和Deloy法分别计算出玻璃转变激活能Eg、晶化起始激活能Ec、晶化峰的激活能Ep和晶化阶段激活能Ex.结果表明Zr43Cu50Al7块体非晶合金具有良好的热稳定性.     

Ni对Mg-Cu-Tb非晶合金形成及力学性能的影响

利用熔体铜模喷铸法制备出直径为3 mm的Mg65Cu25-xNixTb10(x=0,5,10)非晶合金。利用X射线衍射、差热分析、压缩实验分析和扫描电镜分析了添加Ni元素对Mg-Cu-Tb非晶合金形成能力及力学性能的影响。研究表明:随着Ni含量的增加,合金的玻璃转变温度Tg增大;开始结晶温度Tx降低;过冷液相区宽度ΔTx减小,约化玻璃转变温度Trg从0.562降至0.530,非晶形成能力逐渐降低。压缩实验结果表明:当Ni含量增加到5%时可以明显提高Mg-Cu-Tb-Ni非晶合金的断裂强度。     

高强高韧Mg60Cu16Ni10Nd14块体非晶合金的研究

采用铜模铸造法制备了直径为5mm的Mg60Cu16Ni10Nd14块体非晶合金,利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)X射线衍射(XRD)和差示扫描量热仪(DSC)研究了其组织、相结构和热稳定性。结果表明:合金为完全的非晶结构,且出现了相分离;玻璃转变温度Tg、晶化温度Tx分别为431和488K,过冷液相区△Tx为57K,表明该合金具有较大的玻璃形成能力。压缩试验表明:合金的压缩断裂强度为653MPa,断口出现的大量韧窝是合金塑性变形量达到2.5%的主要原因。     

B、N小原子对Dy(Gd)基合金非晶形成能力和晶化动力学的影响

采用水冷铜模吸铸法制备添加B、N小原子的Dy(Gd)基合金系样品,利用X射线衍射(XRD)仪检测合金的相结构,利用示差扫描量热(DSC)仪研究合金的玻璃转变和晶化行为,用Kissinger和Arrehenius方程分别计算出合金的晶化激活能、频率因子、晶化速率常数等晶化动力学参数.结果表明:Dy31Gd25Co20Al24合金中添加小原子B和N,晶化模式发生改变;合金的过冷液相区和晶化激活能先减小后增大;加入B原子,合金的晶化速率常数先增大后减小,加入N原子,合金的晶化速率常数先减小后增大.     

Conversion of isothermal and isochronal crystallization in a supercooled liquid through additivity rule

In the present work, the compatibility of additivity rule with the crystallization behavior of an Au₅₀Cu_25.5Ag_7.5Si₁₇ glass forming alloy on the conditions of both isothermal and isochronal transformations is investigated. Taking advantages of the ultrafast heating and cooling rates of the Flash DSC technique, we verified the additivity rule in a solidification process for the first time. It is proved to be effective in predicting the beginning and the end of isochronal crystallizations during continuous heating and cooling from the kinetic analysis of corresponding experimental isothermal transformation. The predicted isochronal curves are fairly in accordance with the experimental results, especially for the incubation and crystallization processes during rapid solidification of the glass forming liquid. The compatibility of additivity rule enables a conversion between isothermal and isochronal transformations for the crystallization of supercooled liquid even during solidification from the melt.     

Kinetics,Thermodynamics, and Structure of Bulk Metallic Glass Forming Liquids

Bulk metallic glass forming melts are viscous liquids compared with pure metals and conventional alloys. They show intermediate kinetic fragility and low thermodynamic driving force for crystallization, leading to sluggish crystallization kinetics, leaving time for good glass forming ability and bulk casting thickness. We relate the kinetics to the thermodynamics of the supercooled liquid using the Adam–Gibbs equation. The kinetic fragility is also connected to the structural changes in the liquid and can be quantitatively linked to the robustness of medium-range order in the supercooled liquid with increasing temperature. Liquid–liquid transitions from fragile behavior at high temperature to strong behavior at low temperature in the supercooled liquid and in the vicinity of the glass transition emerge as a common phenomenon.     

Effects of Si addition on the glass-forming ability, glass transition and crystallization behaviors of Ti40Zr10Cu36Pd14 bulk glassy alloy

The effects of small amounts of Si on the glass-forming ability, glass transition and crystallization behaviors of a Ti₄₀Zr₁₀Cu₃₆Pd₁₄ bulk glassy alloy were investigated. The addition of Si caused the decrease of glass-forming ability and the increase of the supercooled liquid region. The fragility of the alloys containing Si was higher than that of the Si-free alloy. In the glass transition process, both generation and annihilation of free volumes are suppressed by the addition of 1–3 at% Si. The activation energy for crystallization increases with increasing Si content, indicating the improvement of thermal stability. The crystallization structure of the alloys containing Si contents less than 4% consisted of six phases of CuTi₂, Ti, Cu₈Zr₃, Cu₄Ti₃, TiZr and PdTi₂.     

Nb添加对Cu-Zr非晶合金等温晶化动力学的影响

采用铜模吸铸法制备了Cu50.3Zr49.7Nbx(x=0,2)块体非晶合金.利用示差扫描量热分析(DSC)研究了2at％Nb的添加对Cu-Zr非晶合金在过冷液相区等温晶化行为的影响.结果显示Cu基合金的等温晶化动力学符合JMA方程的定量描述.含微量Nb的合金具有更长的晶化孕育时间、更宽的反应放热峰以及更低晶化速率常数k和Avrami指数n,与此同时局域Avrami指数n随晶化体积分数的变化和Nb的添加而改变.这表明微量Nb添加在抑制合金形核,提高其热稳定性的同时,也改变了Cu基合金的等温晶化过程.     

电脉冲孕育处理对Zr基块体非晶热稳定性及退火晶化的影响

通过先对Zr55Ni5Al10Cu30合金熔体施加脉冲电流处理,再利用非真空吸铸法制备出Zr55Ni5Al10Cu30块体非晶合金的方式,研究了电脉冲孕育处理对非晶热稳定性及退火晶化的影响。差分扫描量热(DSC)及X射线衍射(XRD)分析结果表明:经电脉冲孕育处理后Zr55Ni5Al10Cu30块体非晶合金的玻璃转变温度上升,晶化温度降低,过冷液相区变窄,同时玻璃转变激活能和晶化激活能有所减少。电脉冲孕育处理没有改变Zr55Ni5Al10Cu30块体非晶合金退火晶化相演变过程,但提高了非晶退火晶化率。电脉冲孕育处理对Zr55Ni5Al10Cu30块体非晶合金的晶化起到了促进作用。