镁基大块非晶合金的制备与性能研究

采用铜模浇铸的方法成功制备了最大直径为12mm的Mg65Cu20Ag5Gd10非晶合金,并对其结构、热稳定性能、非晶形成能力、压缩性能及断口形貌进行了分析.结果表明,Mg65Cu20Ag5Gd10具有较强的玻璃形成能力和良好的热稳定性能;合金的断裂强度达895MPa,弹性应变为2.35%.     

混合稀土基大块非晶合金的制备及力学性能

用铜模铸造法成功制备出直径为3 mm以混合稀土金属Mm(Mischmetal)为基的成本较低的Mm55Al25Ni10Cu5Co5大块非晶合金。利用XRD和DSC等手段对该合金的形成能力及热稳定性进行了分析。结果表明,该合金具有很好的非晶形成能力及热稳定性(明显的玻璃转变温度Tg、宽的过冷液相区ΔTx(=Tx-Tg)>60 K及高的约化玻璃转变温度Trg(=Tg/Tm)>0.67).同时,该合金的压缩断裂强度(σf)为676 MPa,比La55 Al25Ni10Cu5Co5大块非晶提高94 MPa.     

大块锆基非晶合金Zr53．5Cu26．5Ni5Al12Ag3的盐雾腐蚀行为

采用铜模吸铸法制备直径为5 mm的Zr53.5Cu26.5Ni5Al12Ag3,用电化学极化曲线方法考察该大块锆基非晶合金及相应的晶态合金在55℃中性盐雾气氛下腐蚀120 h的腐蚀行为,并用金相显微镜、SEM和EDS对腐蚀前后试样的表面形貌和成分进行观察与分析.极化曲线测试结果表明,在55℃中性盐雾气氛下,大块锆基非晶合金比相同成分的晶态合金具有更好的耐盐雾腐蚀性能,腐蚀120 h后,Icorr=9.922×10-7A/cm2,比同条件下的晶态合金小3个数量级.SEM分析表明非晶合金表面没有发生明显的腐蚀,表面保持光洁.EDS分析表明非晶合金腐蚀产物为Al的氧化物,相应的晶态合金表面腐蚀产物为Al和Ni的氧化物.     

Zr—Ti—Ni—Cu—Be大块非晶合金的制备工艺

在进行了Ｚｒ－Ｔｉ－Ｎｉ－Ｃｕ－Ｂｅ大块非晶合金的制备工艺研究之后发现此合金的液态成分的均匀性显著地影响其非晶的形成，而其本身的氧化物夹杂和原材料的纯度对其非晶形成的影响甚微。     

Fe对Zr55Al10Ni5Cu30非晶形成能力及力学性能的影响

为了进一步提高锆基大块非晶合金的玻璃形成能力及力学性能,采用铜模吹铸法制备了（Zr0.55Al10Ni0.05Cu0.30）100-xFex（X=1,5,10）系列合金,通过X射线衍射（XRD）、差示扫描量热法（DSC）以及压缩实验和SEM进行材料分析。研究表明：微量Fe有助于改善非晶合金在压缩变形时剪切带内的应力分布,提高材料的综合性能,当Fe添加量为1％时,塑性应变εp达到5．9％,强度达到1．89GPa,同时,随着Fe添加量的增加,过冷温度区间ΔTx减小,热稳定性减小,非晶形成能力降低。     

微量Zr对Cu－Zn－Al合金冷变形能力的影响

研究了微量Ｚｒ对Ｃｕ－Ｚｎ－Ａｌ合金再结晶规律和机械性能的影响．结果表明：在该合金中添加０．２４％Ｚｒ，再结晶温度升高，晶粒明显细化，但β相的含量也增多，使冷变形能力提高不明显．     

Fe-B-Nb-Er块状非晶合金的形成能力及热稳定性研究

采用工业原料通过铜模喷铸法制备了(Fe7.2B24Nb4)100-x Er x(x=3.0、4.0、4.5、5.0、6.0、7.0)块状非晶合金系,采用X射线衍射仪、DSC差示热量扫描仪研究了稀土元素Er对该非晶合金系热稳定性、玻璃形成能力的影响.结果表明:稀土元素Er的添加明显提高了样品的非晶形成能力,Er含量(摩尔分数)为5.0%时成功制备出直径为5 mm的(Fe72B24Nb4)95Er5块状非晶,该非晶合金具有较高的热稳定性,抗晶化能力较强,其晶化激活能分别达到382.8、539.5、680.8 kJ/mol.     

热处理工艺对Cu—Ag和Cu—Ag—Zr合金性能的影响

采用中频熔炼－铁模铸造－热轧－冷轧－热处理工艺，制备了Cu-Ag和Cu-Ag-Zr 2种合金。应用正交实验的方法，研究了不同热处理工艺对合金的力学性能和导电性能的影响。研究结果表明：Cu-Ag合金经优化工艺处理后，其抗拉强度和屈服强度分别为276MPa和123MPa，延伸率和电导率分别为45.6%和91.1%；将微量Zr添加到Cu-Ag合金中，经优化工艺处理后，抗拉强度和屈服强度分别增加了33MPa和71MPa，延伸率和电导率分别为26.8%和85．3％。     

大块非晶合金的研究现状

对大块非晶合金的研究现状进行了阐述。首先介绍了大块非晶合金的形成机理。然后对大块非晶合金的性能和制备方法进行了说明。重点对Cu基、Fe基、Zr基和Mg基几种大块非晶合金的形成条件、性能以及目前研究现状等作了详细说明。     

Zr63Al10Ni10Cu14Nb3大块非晶合金的力学行为研究

通过电弧熔炼并利用吸铸的方法制备了长70 mm、直径3 mm的Zr63Al10Ni10Cu14Nb3大块非晶合金.热稳定性分析表明:该合金具有较大的过冷液相区.室温压缩实验显示合金具有很高的屈服强度,在合金发生屈服之后应力-应变曲线上有明显的锯齿现象和一个明显的应变软化阶段.结合断口形貌特征,分析并讨论了非晶合金的剪切断裂机理.     

锆基非晶合金在NaOH溶液中的腐蚀行为

用电化学极化曲线研究锆基非晶合金Zr53.5Cu26.5Ni5Al12Ag3在25℃和60℃温度下,在0.01 mol/L和0.1 mol/L的NaOH溶液中腐蚀100 h的腐蚀行为,并用金相显微镜和扫描电镜对腐蚀前后试样的表面形貌进行观察与分析.极化曲线的测试结果表明：锆基非晶合金在25℃下,在浓度为0.01 mol/L和0.1 mol/L的NaOH溶液中浸泡100 h,随着NaOH溶液浓度的升高,非晶合金的耐腐蚀能力下降;锆基非晶合金在25℃和60℃下,在浓度为0.01 mol/L的NaOH溶液中浸泡100 h,随着NaOH溶液温度的升高,非晶合金的耐腐蚀能力下降;锆基非晶合金和晶态合金在60℃下,在浓度为0.1 mol/L的NaOH溶液中浸泡100 h,非晶合金的耐腐蚀性能优于晶态合金.最后根据电化学腐蚀原理,从腐蚀介质温度和浓度方面的性质探讨锆基合金耐蚀性能的因素.     

Thermal stability and glass-forming ability of Y-Ce-Co-Al bulk metallic glasses

The thermal stability and glass-forming ability of Y56-xCexCo20Al24 (x=15, 20, 25, 28, 38, 41, 44) bulk metallic glasses with a diameter of 5 mm were investigated by differential scanning calorimetry and X-ray diffraction. The results show that the thermal stability of the alloys decreases with the addition of Ce. It has the best glass-forming ability when x=25, whose calculated values can reach about 30 mm in diameter. The effect of Ce element could be explained on the view of Miedema’s theory and elec- tronegativity difference of amorphous alloys.     

新型大块铜基金属玻璃的研制

利用钛吸氧的电弧炉熔炼合金制备试样,在Cu-Zr二元合金中添加一些组元,研究这些组元添加对铜基液态合金凝固过程中非晶形成能力的影响.试样的X射线衍射晶化相分析和差热扫描热分析仪(DSC)测试结果表明,在CuZr二元合金系中添加适量的Nb,可以明显地提高其非晶形成能力,且随着Nb含量的增加,所形成的金属玻璃的玻璃转变温度和晶化温度提高,这意味着材料的热稳定性增加.同时添加系列的金属元素Ti、Ta、V、Sn等,通过分析添加组元与Cu的混合焓与非晶形成能力的关系,进一步揭示合金非晶形成能力的影响因素.     

Cu—Al合金内氧化工艺条件的热力学分析

对ＣｕＡｌ合金内氧化热力学条件进行了研究,结果表明,其上限氧分压应小于３．５×１０－３Ｐａ,下限氧分压随合金中［Ａｌ］浓度而改变．［Ａｌ］浓度提高,下限氧分压降低;［Ａｌ］向内氧化层逆扩散是内氧化相长大的原因。合金中［Ａｌ］量越高,越易粗大化;内氧化层的较高导电、导热性是内氧化层中残存［Ａｌ］、［Ｏ］极低所致;工艺方法对比实验发现ＣＯ２ＣＯ混合气,氧势易调,是ＣｕＡｌ合金理想的内氧化介质,适于工业化生产．     

Al-Y-Fe合金玻璃形成能力及其热稳定性

为了分析Al-Y-Fe三元合金的玻璃形成能力和热稳定性,采用熔体急冷法制备了Al(100-2x)YxFex(其中x=3,4,5,6,7,8,9)、Al89Y5Fe6、Al88Y5Fe7和Al87Y5Fe8合金条带.利用x-射线衍射(XRD)及透射电子显微镜(TEM)表征了急冷态和部分晶化后条带的结构,运用示差扫描量热仪(DSC)分析了合金的玻璃转变和晶化行为.结果表明,Al88Y6Fe6、Al84Y7Fe7、Al89Y5Fe6和Al88Y5Fe7可以形成完全非晶合金;Al88Y5Fe7非晶合金280℃等温退火30 min析出纳米尺寸Al晶体,370℃等温退火30 min Al晶体发生进一步长大并有金属间化合物析出.     

Al-Ni-Y三元合金玻璃形成能力及热稳定性

为了分析Al-Ni-Y三元合金的玻璃形成能力和热稳定性,采用熔体急冷法制备了Al₉₀Ni₂Y₈、Al₈₇Ni₅Y₈、Al₈₄Ni₈Y₈和Al₈₀Ni₁₂Y₈合金条带.利用x-射线衍射（XRD）表征了急冷态和部分晶化后条带的结构,运用示差扫描量热仪（DSC）分析了合金的玻璃转变和晶化行为.结果表明：除了Al₈₀Ni₁₂Y₈和Al₉₀Ni₂Y₈合金外,制备态的条带均为完全非晶态,部分晶化后有纳米铝晶体析出;Al₈₄Ni₈Y₈合金DSC曲线上可以明显地观察到玻璃转变温度Tg.〖JP2〗通过比较4种合金的热稳定性,发现随着Ni的原子分数升高,合金的初始晶化温度Tx也随着升高,合金的热稳定性增强.     

稀土元素对Cu基非晶合金形成能力和力学性能的影响

通过铜模铸造法成功制备出直径分别为5 mm和3 mm的三元Cu45Zr48Al7和四元Cu45Zr45Al7Y3大块非晶合金。采用甩带法制备了Cu42Ni8Ti48Sm2、Cu42Ni8Ti48Y2、Cu42Ni8Ti48Gd2三种条带非晶;其中,Cu42Ni8Ti48Y2合金的非晶形成能力最强。三种非晶的玻璃转变温度Tg不十分明显,在冷却过程中存在着一定浓度的初晶相预存核,过冷液相区ΔTx不能反映该合金系非晶形成能力的差异。Cu47Zr42Al6Y5和Cu47Zr42Al6Er5合金组织基本由非晶相组成;Cu47Zr42Al6La5合金组织含有较多的晶态相,其压缩断裂强度较低;压缩断裂机理为解理 穿晶。     

助剂对Cu-ZnO-Al2O3-SiO2催化剂性质和催化性能的影响

研究了助剂MgO、TiO2、ZrO2等对CO2直接加氢合成二甲醚的Cu-ZnO-Al2O3-SiO2催化剂性质和催化性能的影响,并用XRD、XPS、H2-TPD、CO2-TPD、H2-TPR等手段进行了表征.结果表明,助剂不同程度地促进了CuO和ZnO的分散;降低了Cu-ZnO-Al2O3-SiO2催化剂的TPR还原温度;加入的助剂富集于催化剂表面,除ZrO2以外的其他助剂均降低了催化剂表面Cu原子的浓度;助剂对H2、CO2吸附中心有调变作用;活性评价结果表明,CO2的转化率与表面Cu原子的浓度和催化剂吸附氢的能力有关,ZrO2是CO2加氢制二甲醚Cu-ZnO-Al2O3-SiO2催化剂的优良助剂.