落管技术与急冷方法制备Cu60Zr40非晶合金晶化行为的比较

本文用X射线衍射和DSC热分析技术研究了由落管技术制备的非晶Cu_(60)Zr_(40)的晶化行为,并且与急冷条带进行了比较,研究结果表明:落管技术制备的Cu—Zr非晶合金与同成分的急冷非晶样品有明显不同的晶化行为,急冷条带样品的晶化析出相为Cu_(10)Zr_7,晶化属于多形型转变,而落管样品的晶化析出相为Cu_(51)Zr_(14)和未知的富Zr相,晶化属于初晶型转变。     

预退火处理对非晶Cu-Ti合金晶化过程动力学的影响SCIEI

对非晶Cu_(40)Ti_(60)合金引入一种预退火处理工艺,利用DSC研究了急冷态及预退火处理样品的晶化过程动力学,发现预退火处理使非晶合金的晶化温度、晶化激活能和Avrami指数值下降。由实验结果和理论分析得到了非晶Cu_(40)Ti_(60)合金的形核激活能和长大激活能。     

Cu模吸铸法制备Cu-基块体非晶合金

采用磁悬浮熔炼和Cu模吸铸工艺成功制备了圆棒Cu50Zr42Al8块体非晶合金，试样表面平滑且具有典型的金属光泽。试验制备的圆棒Cu50Zr42Al8块体非晶合金的直径尺寸小于Ф5mm，该成分的块体非晶合金具有较强的非晶形成能力，其玻璃转变温度Tg=723K，晶化温度t=773K，过冷度△T=50K，约化玻璃转变温度Trg=0.753。     

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。     

冲击波淬火条件下凝固的锆基合金

利用二级轻气炮驱动飞片高速撞击产生的高温高压对ZrTiCuNiBe合金试样进行冲击波淬火,制备了Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5大块金属玻璃。由于冲击波对合金熔体的复杂效应,冲击波淬火制备的试样具有与水淬试样不同的结构、热稳定性和物性参数。与水淬试样相比,冲击波淬火的试样具有较高的玻璃转变温度和晶化温度,较低的密度和较高的声速。冲击波淬火是一种极具前途的大块金属玻璃制备方法。     

定向凝固制备内生晶体增塑的锆基非晶复合材料

通过Bridgman定向凝固成功制备了成分为Zr58.8Ti14.3Nb5.2Cu6.1Ni4.9Be1.0的内生枝晶增塑的非晶复合材料.内生枝晶的尺寸和体积分数可以经抽拉速度的改变得以控制,进而实现了对其力学性能的调节.研究表明,枝晶的大小与抽拉速度呈线性关系,体现出定向凝同在制备非晶复合材料方面可调控析出相的优势.通过对实验参数抽拉速度的优化得出,当抽拉速度为1.0 mm/s时,最高压缩强度达到了1930 MPa,断裂塑性达到11.3%.     

Glass formation and properties of Ti-based bulk metallic glasses as potential biomaterials with Nb additions

Ti_(47)Cu_(38-x)Zr_(7.5)Fe_(2.5)Sn_2Si_1Ag_2Nb_x (x=0, 1,2; at%) bulk metallic glasses (BMGs) with superior biocorrosion resistance were synthesized by copper mold casting. Although the minor addition of Nb to the Ti-CuZr-Fe-Sn-Si-Ag BMG slightly decreases the glass-forming ability (GF A), the Nb-bearing Ti-based alloys could be casted in a bulk glassy rod form with diameters up to3 mm. It is found that partial substitution of Cu with Nb is effective on enhancing the bio-corrosion resistance of the Ti-based BMG. Potentiodynamic polarization measurements show that Nb addition to Ti-based BMG leads to higher open-circuit potential and pitting potential as well as lower passive current density in Hank's solution. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) results indicate that with Nb content increasing, the charge transfer resistance values of the Ti-based BMGs become larger,demonstrating that the surface oxide films are more protective. The Nb-bearing Ti-based BMGs also exhibit good in vitro biocompatibility comparable to that of Ti-6Al-4V alloy. The enhanced bio-corrosion resistance, excellent in vitro biocompatibility and good mechanical properties of the Nb-bearing Ti-based BMGs are favorable for biomedical applications.     

ELECTRICAL PROPERTIES AND CRYSTALLIZATION OF Cu_(0.60)Ti_(0.40)METALLIC GLASS

用X射线衍射,示差扫描量热和电阻测量技术研究了Cu_(0·60)Ti_(0·40)金属玻璃的电学性质和结晶.发现Cu_(0·60)Ti_(0·40)金属玻璃有负的电阻温度系数,随着结晶过程的进行,电阻温度系数变为正值并逐渐增大.Cu_(0·60)Ti_(0·40)金属玻璃的结晶过程有两个阶段并基本上符合J-M-A方程.用不同方法计算了它的结晶活化能,所得数值彼此接近.指出还存在较大的潜力来提高Cu-Ti系金属玻璃的稳定性.     

TiNi和TiNiCu记忆合金可逆应变能与温度的经验关系

在实验基础上研究了Ti_(50)Ni_(50),Ti_(50)Ni_(45)Cu_2)和Ti_(50)Ni_(45)Cu_5的可逆形状记忆效应,得到可逆应变能U_r与温度的经验关系: U_r=U_0[1-exp(-mT_R~N)] 式中,n是形状一温度敏感指数,m是与材料特性有关的常数.移植Johnson-Mehl-Avrami描述相变-时间关系的唯象方法,得到与可逆形状记忆效应相伴随的热弹性马氏体相变与温度的半定量关系,且与上述经验关系对应.     

Al_2O_3/(Ag_(72)Cu_(28))_(97)Ti_3/Ti-6Al-4V界面结构及性能研究

在1．8ks,1073K－1173K条件下对Al2O3/(Ag72Cu28)97Ti3/Ti-6Al-4V进行了钎焊试验。通过扫描电镜、波谱、能谱、X射线衍射界面结构进行了分析。小于1123K的界面结构为Al2O3/Cu2Ti4O/Cu4Ti3/Ag-Cu共晶＋富Ag相＋Ti固溶体;1173K的界面结构为Al2O3/Cu3TiO5 CuAl2O4/Cu4Ti3/富Ag相。采用拉剪试验测试了接头剪切强度。在1．8ks,1123K时剪切强度最高达到189MPa,大于或小于1123K接头强度呈下降趋势。     

CRYSTALLIZATION OF METALLIC GLASS Zr_70Cu_30 UNDER HIGH PRESSURE

Crystallization temperature of the metallic glass Zr_(70)Cu_(30),observed by X-ray diffractionanalysis,may be increased about 20℃,the superior limit of increase range of thetemperature is about 30℃,under high pressure up to 2GPa.Besides α-Zr and CuZr_2,the Cu_(10)Zr_7 phase was newly obtained as another crystallization product.     

Al_2O_3/(Ag_(72)Cu_(28))_(97)Ti_3/Ti-6Al-4V界面结构及性能研究

在 1.8 ks,10 73 K～ 1173 K条件下对 Al2 O3/ ( Ag72 Cu2 8) 97Ti3/ Ti- 6Al- 4 V进行了钎焊试验。通过扫描电镜、波谱、能谱、X射线衍射对界面结构进行了分析。小于 112 3 K的界面结构为 Al2 O3/ Cu2 Ti4 O/ Cu4 Ti3/ Ag- Cu共晶 +富 Ag相 + Ti固溶体 ;1173 K的界面结构为 Al2 O3/ Cu3Ti O5+ Cu Al2 O4 / Cu4 Ti3/富 Ag相。采用拉剪试验测试了接头剪切强度。在 1.8ks,112 3 K时剪切强度最高达到 189MPa,大于或小于 112 3 K接头强度呈下降趋势。     

Cu50Zr42Al8合金的铸态组织及硬度的研究

采用铜模吸铸法制备了Cu50Zr42Al8的圆锥形块状非晶试样,利用X射线衍射（XRD）、金相显微镜（MeF3）、显微硬度计等分析手法表征材料的结构特点,观察试样的微观组织变化,测量试样的硬度.研究表明,冷却速率对Cu50Zr42Al8合金的铸态组织有很大的影响.由于冷却速率的不同,圆锥形试样的显微组织由表面到中心依次形成了表面非晶区、非晶-晶体过渡区和中心晶体区.晶体的尺寸和体积分数由表面到中心逐渐增加,具有梯度变化的特征.冷却速率不同,试样的显微硬度也不同,在晶体区内,中心部位的硬度高;非晶区中,中心部位的硬度较高;而介于晶体-非晶体之间的过渡区,硬度却较低.     

机械合金化制备TiCuNiSnTa非晶粉末的研究

采用机械合金化(MA)方法,选择Ti-Cu-Ni-Sn-Ta合金体系,通过高能球磨制备钛基非晶粉末。研究球磨时间对钛基混合粉末的形貌、组织结构演化和热稳定性的影响以及合金成分对非晶形成能力的影响,并对合成的粉末进行了XRD分析。结果表明,球磨时间对非晶的形成和晶粒细化有显著影响,球磨后粉末各组元呈均匀化弥散分布;成分为Ti64Cu11.2Ni9.6Sn3.2Ta12的合金具有较宽的过冷液相区,最终获得了Ti基非晶复合材料,而成分为Ti58.8Cu1.1Ni3.2Sn5Ta31.9的合金在高能球磨过程中没有发生非晶转变。     

Zr44Ti11Ni10Cu10Be25块体非晶合金与金属铝箔的扩散连接

采用铜模吹铸法制备出Zr44Ti11Ni10Cu10Be25块体非晶合金,并在真空扩散焊设备中与铝箔进行扩散焊接,研究了锆基非晶合金与Al箔进行超塑性扩散焊连接工艺及其连接界面的原子扩散情况。结果表明,元素的扩散情况与试样的变形量有关,但变形量又不完全影响元素的扩散,而是当变形量达到一定值时,温度越高,元素扩散程度越高。当温度达到713K、变形量达到26%时,元素的扩散程度最高。     

用非晶态合金作中间层对Si_3N_4陶瓷进行扩散焊连接

研制了两种非晶态物质Ｃｕ_（５０）Ｔｉ_（５０），Ｃｕ_（５０）Ｔｉ_（５０）Ｂ作为对Ｓｉ_３Ｎ_４扩散焊连接的中间层材料．研究结果表明：用非晶态作为中间层可改善工艺条件，降低扩散焊温度；非晶态中间层接头比其相应晶态中间层接头的剪切强度有明显提高．其中硼对提高接头剪切强度贡献很大．用非晶态Ｃｕ_（５０）Ｔｉ_（５０）Ｂ作中间层时，接头强度最高可达３４０ＭＰａ用晶态和非晶态Ｃｕ_（５０）Ｔｉ_（５０），Ｃｕ_（５０）Ｔｉ_（５０）Ｂ作中间层对Ｓｉ_３Ｎ_４进行扩散焊连接的机制是：活性元素Ｔｉ向陶瓷界面扩散和富集并与Ｓｉ_３Ｎ_４发生反应生成界面相ＴｉＮ，ＴｉＳｉ_２等．从而实现连接．     

Zr_(47)Cu_(44)Al_9大块非晶合金的变温晶化行为

利用示差扫描量热仪(DSC)研究了Zr_(47) Cu_(44)Al_9大块非晶合金在连续升温过程中的的变温晶化行为.利用Kissinger方法计算其特征温度表观激活能,利用Doyle方法计算其局域激活能.结果表明,Zr_(47) Cu_(44)Al_9大块非晶合金具有良好的热稳定性.利用Kissinger方法计算得到的其玻璃转变激活能E_g为390.2kJ/mol、晶化激活能E_x为325.1kJ/mol、晶化峰值的激活能E_p为299.5kJ/mol.随着加热速率的提高,各特征温度值向高温端移动,其晶化峰值温度所对应的晶化体积分数减小.局域激活能随着非晶晶化体积分数的增加而逐渐减小.     

Ti53Cu27Ni12Hf3Al7Si3B1大块金属玻璃的制备及性能研究

用单辊甩带法和铜模铸造法制备了新型Ti基大块金属玻璃Ti53Cu27Ni12Hf3Al7Si3B1.DSC、DTA研究表明该合金具有较高的热力学稳定性,其第1晶化温度Tx1、玻璃转变温度Tg、过冷液相区间ΔTx以及约化转变温度Trg分别为705、750、45、0.63 K.压缩性能研究其压缩断裂强度、弹性模量和压缩塑性变形量分别为2 304 MPa、120 GPa和1.1%.研究发现,具有复杂拓扑结构的原子配比提高了Ti53Cu15Ni18.5Al7Hf3Si3B0.5大块金属玻璃的力学性能和热力学性能.     

稀土Gd掺杂对锆基块体非晶合金玻璃形成能力及力学性能的影响

适量的Gd掺杂可提高Zr50.7Cu28Ni9Al12.3块体非晶合金的玻璃形成能力,当Gd元素掺杂量(原子分数)为1%时,即(Zrs0.7Cu28Ni9Al12.3)99Gd1,柱状非晶合金直径可达16 mm(不掺杂时为14 mm).稀土Gd掺杂降低了锆基块体非晶合金的断裂强度与塑性变形能力.随着Gd含量的增加,其断裂方式由单一的剪切断裂转变为剪切断裂与破碎断裂的复合形式,且含Gd元素掺杂的非晶合金断口呈现了脉状纹络与纳米周期性条纹共存的特征.     

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.