Ti-Cu-Ni三元大块非晶合金的制备与力学性能

采用铜模喷铸法成功制备出成本较低、直径为2 mm的Ti基Ti50Cu42Ni8大块非晶合金.利用XRD、DSC及SEM等手段研究了Ti50Cu50-xNix(x=5, 8, 11)合金的非晶形成能力、力学性能与变形行为.结果表明:Ti50Cu42Ni8大块非晶合金具有明显且较高的玻璃转变温度Tg(659 K)、晶化初始温度Tx(716 K)、宽的过冷液相区ΔTx=Tx－Tg(57 K)、高的约化玻璃转变温度Trg=Tg/Tm(0.565)和压缩断裂强度(2008 MPa).     

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。     

Y对Cu基非晶合金形成能力和腐蚀行为的影响

采用铜模吸铸法制备出成分为(Cu50Zr45Al5)100-xYx(x=0,1,2,3,4,5)的合金试样。利用X射线衍射,金相显微镜,差热分析和电化学极化曲线的方法研究了Y对Cu-Zr-Al系非晶合金的结构、玻璃形成能力和腐蚀行为的影响。结果表明,适量Y的添加提高了非晶合金的玻璃形成能力和热稳定性,当Y含量为2%时合金的过冷液相区宽度为ΔTx=Tx-Tg=64K,约化玻璃转变温度Trg=Tg/T1=0.601,玻璃形成能力γ=Tx/(Tg+T1)=0.409(Tg,Tx,T1分别为非晶合金的玻璃转变温度,晶化开始温度和熔化温度)。非晶合金在3.5%的NaCl溶液中的耐蚀性随Y含量的增加而降低。     

Mg-Cu-Ni-Nd合金的非晶形成能力及力学性能

对Mg-Ni-Cu-Nd系列合金的非晶形成能力与力学性能进行了研究,发现四元合金Mg62.6Cu10.5Ni14Nd12.9可以形成直径为5mm的非晶合金。经XRD、DSC和SEM研究结果表明,该合金由单一非晶相组成,具有明显且较高的玻璃转变温度Tg(431K),高的晶化初始温度Tx(488K),宽的过冷液相区ΔTx=Tx-Tg(57K),是非晶形成能力和热稳定性较高的合金之一,也是目前所发现的成本最低的大尺寸非晶合金。室温单轴压缩试验表明,Mg62.6Cu10.5Ni14Nd12.9合金的压缩断裂强度较高,为541MPa。     

Gd含量对Cu50Zr42Al8非晶形成能力及热稳定性的影响

利用铜模铸造法成功制备了锥形Cu50-xZr42Al8Gdx(x=0、1、2、3、4、5)块体非晶合金,采用XRD、DSC研究了Gd的添加对该合金体系非晶形成能力(GFA)和热稳定性的影响.结果表明,x=2,4时的合金非晶形成能力最大,非晶合金的临界尺寸为6～7 mm,这也说明适量Gd的添加可以促进非晶的形成能力.加入稀土元素2%Gd后,非晶合金具有最好的热稳定性(ATx=69K),但随着Gd含量的增加,过冷液相区△Tx逐渐减小.本实验中,约化玻璃转变温度Trg和参数γ不是十分的吻合,而具有相对小的△Tx值的合金却有着相对大的非晶形成能力,这意味着非晶合金的非晶形成能力与其热稳定性没有必然的联系.     

三元Mg-Cu-Dy块状非晶合金的制备与力学性能

用铜模铸造法成功制备出直径为8 mm的Mg60Cu27Dy13镁基三元块状非晶合金.利用XRD和DSC等手段对Mg-Cu-Dy合金系的非品形成能力进行了分析并对其力学性能进行了测定.结果表明,Mg87-xCuxDy13(x=17,22,27,32)合金具有明显的玻璃转变温度Tg、较宽的过冷液相区△Tx=Tx-Tg及较高的约化玻璃转变温度Trg=Tg/T1,其中以Mg60Cu27Dy13,合金的非晶形成能力最强.该非品合金的压缩断裂强度(σf)为640 MPa.参数γ与这类合金的非晶形成能力具有良好的对应关系.     

Zr含量对非晶合金非晶形成能力及力学性能的影响

采用铜模吸铸法制备出直径为3 mm的[Zr0.72+x(Cu0.59Ni0.41)0.28-x]88Al12(x=0,0.05,0.1)棒状非晶合金。通过X射线衍射(XRD)、差示扫描热量法(DSC)、微机控制电子式万能力学试验机和扫描电镜(SEM)研究其非晶形成能力与压缩力学性能的变化规律。结果表明:随着Zr含量的提高,合金的过冷液相区宽度ΔTx减小,热稳定性下降;约化玻璃转变温度Trg和参数γ均随着Zr含量的提高而下降,非晶形成能力下降;在x=0时,断裂强度、塑性应变和抗压强度均达到最大值,分别为1 531 MPa、14.61%和1 838 MPa;而在x=0.1时,塑性应变和抗压强度则分别达到最小值5.06%和1 495 MPa;试样的室温准静态压缩力学性能随Zr含量的增加而下降。     

吸铸法制备Zr—Al—Ni—Cu—Mo大块非晶合金

采用吸铸方法制备了Zr60Al9Ni15Cu15Mo1五元合金,利用X射线、光学显微镜和差示扫描量热法研究了其结构和热稳定性。实验结果表明,该合金组织从宏观上看,几乎均由非晶相组成,其玻璃转变温度Tg、晶化温度Tx值分别为688和773K,过冷液相区宽度△Tx值为85K,表明了一个具有大的玻璃形成能力的五元非晶合金的形成,但与四元Zr-Al-Ni-Cu合金系相比,Mo的加入没有改善其玻璃形成能力。     

Nb添加对Zr_(50.5-x)Al_9Ni_(4.05)Cu_(36.45)Nb_x非晶合金热稳定性及力学性能的影响

采用铜模铸造法,制备了直径为2 mm的Zr50.5-xAl9Ni4.05Cu36.45Nbx(x=0,1,2,4,摩尔分数,%)完全非晶棒材。分别采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、差示扫描量热计(DSC)和力学性能试验机对合金的相组成、结构、热物性参数和力学性能进行研究。结果表明:添加Nb对所研究合金的玻璃转变温度Tg影响不大,但提高了晶化温度Tx和过冷液相区ΔTx;当x=4时,合金具有最高的玻璃转变温度Tx=773.4 K和最大过冷液相区ΔTx=68.1 K。依据耐温和热塑性成形要求,非晶合金的热稳定性可用玻璃转变温度Tx和过冷液相区ΔTx来分别表示。随着合金中Nb添加量的增加,非晶合金的双重热稳定性提高。非晶合金的断裂强度随着Nb添加量的增加先减小后增加,当x=4时,合金的最高断裂强度为2032 MPa。     

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.     

Effect of Al addition on formation and mechanical properties of Mg-Cu-Gd bulk metallic glass

The effect of partial substitution of Al for Cu on the glass forming ability（GFA） and mechanical properties of Mg65Cu25-xAlxGd10 （x=0, 1, 3 and 5, molar fraction, %） alloys were studied by X-ray diffi-actometry（XRD）, differential scanning calorimetry（DSC） and uniaxial compression test. The result reveals that GFA of the alloys changes slightly with increasing x from 0 to 3, and then abruptly decreases with x increasing up to 5. The plasticity can be greatly improved with appropriate substitution of Cu by A1 （3%, molar fraction） in Mg65Cu25Gd10 bulk metallic glass, and the resultant fracture strength, total strain to failure, and plastic strain are 898 MPa, 2.19% and 0.2%, respectively.     

Mg_(65)Cu_(25)Y_xGd_(10-x)(x=0,5,10)玻璃形成能力的EXAFS分析

采用扩展X射线精细结构谱（EXAFS）分析了Mg65Cu25YxGd10-x（x=0,5,10）非晶合金局域原子结构及合金的玻璃形成能力差异的原因。结果表明,随着替代元素Gd含量的增加,淬态Mg65Cu25YxGd10-x非晶合金吸收原子Cu周围的配位数单调增加,而最近邻原子间距呈现出微弱的下降,短程有序进一步增强。Mg65Cu25YxGd10-x系非晶合金中Cu原子周围形成配位数越大、原子间束缚更加紧密的多面体构型的短程有序结构,越有利于合金玻璃形成能力的提高。     

Effects of 5%Ni addition on thermal stability and crystallization behavior of Mg65Cu25Tb10 bulk metallic glass

The effects of 5%Ni addition on the glass forming ability, thermal stability and crystallization behavior of Mg65Cu25Tb10 bulk metallic glass were investigated using X-ray diffractometry, differential scanning calorimetry and transmission electron microscopy. The small amount of Ni addition reduces the glass forming ability and thermal stability due to a significant decrease in the crystallization activation energy. Analyses of crystallization kinetics give evidence to the existence of quenched-in nuclei in amorphous Mg65Cu20Ni5Th10. Final crystallization products are basically same for Mg65Cu25Tb10 and Mg65Cu25Ni5Tb10.     

Nd对Mg65Cu22Ni3Y10非晶形成能力及热稳定性的影响

利用楔形铜模铸造法成功制备了Mg65Cu22Ni3Y10-xNdx(x=0、2、4、5、6、8)块体非晶合金,采用XRD、DSC研究了Nd对该合金体系热稳定性和非晶形成能力(GFA)的影响。结果表明,当x=2、4时,Nd的添加可有效提高该合金的GFA和热稳定性;当Nd含量为2%(摩尔分数)时,合金具有最高的过冷液相区(ΔTx=61.5K)及最好的热稳定性;当x=5时,尽管过冷液相区(ΔTx=48.5K)最窄,但此时合金具有最强的非晶形成能力(Trg=Tg/Tl=0.568)和临界厚度(δmax=3.8mm);随着Nd的进一步增加(x>5),合金的玻璃形成能力降低。     

Effects of alloy addition on the improvement of glass forming ability and plasticity of Mg–Cu–Tb bulk metallic glass

The effects of alloy addition on the glass forming ability, thermal stability and mechanical properties of Mg–Cu–Tb-based bulk metallic glasses were investigated. It was found that appropriate additions of Ag, Zn or Be in Mg₆₅Cu₂₅Tb₁₀ could not only improve the glass forming ability, but also enhance the strength and plasticity of these amorphous metallic alloys within a certain composition range.     

Glass-forming ability and crystallization of Mg-Ni amorphous alloys with Y addition

Mg86.33Ni13.67-xYx(x=0, 1, 3, 6, 10) amorphous alloys were obtained by single-roller melt-spinning technique and the effect of Y addition on the glass forming ability(GFA), crystallization and micro-hardness of Mg-Ni alloys were studied. The results show that the GFA of Mg86.33Ni13.67-xYx(x=0, 1, 3, 6, 10) is improved successfully with the Y addition. The highest GFA appeares at x=6, while the reduced glass transition temperature (Trg) is 0.5225 and the supercooled liquid region(ΔTx) is 42.06 K; the positio...     

Mg-Zn-Ca合金的非晶形成能力及力学性能

利用铜模铸造制备直径为1~4 mm的Mg72-xZn28Cax(x=1~6)合金,采用XRD、DSC、SEM和力学性能试验机分别对合金的非晶形成能力、相组成、断口形貌和力学性能进行研究。结果表明:在x为3、4和5时,Mg72-xZn28Cax合金的非晶形成能力(以直径表示)分别为2、3和2 mm;而当x为1、2和6时,Mg72-xZn28Cax合金的非晶形成能力低于直径为2 mm的;当x为3和5时,直径为2 mm的非晶态合金的屈服强度分别为591 MPa和662 MPa,塑性变形量分别为0.5%和0.2%;直径为3、2和1 mm的Mg68Zn28Ca4非晶合金的屈服强度分别为540、611和610 MPa,塑性变形量分别为0.48%、1.28%和6.2%,Mg68Zn28Ca4非晶合金是目前所报道的塑性变形量最大的镁基非晶合金;单位剪切面上弹性能的减少及其分布均匀性的改善是样品尺寸减小促使塑性应变量提高的主要原因。     

Enhanced Electrochemical Hydrogen Storage Characteristics of Nanocrystalline and Amorphous Mg20Ni10-xCox (x=0-4) Alloys by Melt Spinning

In order to improve the electrochemical hydrogen storage performances of the Mg2Ni-type alloys, Ni in the alloy was partially substituted by element Co. The nanocrystalline and amorphous Mg20Ni10-xCox (x=0, 1, 2, 3, 4) alloys were prepared by melt-spinning technology. The structures of the as-cast and spun alloys were studied by XRD, SEM and HRTEM. The electrochemical hydrogen storage characteristics of the alloys were measured. The results show that the substitution of Co for Ni leads to the formation of secondary phase MgCo2 without altering the major phase of Mg2Ni. No amorphous phase is detected in the as-spun alloy (x=0), whereas the as-spun alloy (x=4) holds a nanocrystalline and amorphous structure, confirming that the substitution of Co for Ni significantly increases the glass forming ability of the Mg2Ni-type alloy. The substitution of Co for Ni significantly improves the electrochemical hydrogen storage performances of the alloys, including the discharge capacity and the cycle stability, for which the increased glass forming ability by Co substitution is mainly responsible     

钕含量对Mg-Cu-Nd非晶合金贮氢性能的影响

通过溶体快淬成功制备了（Mg65Cu25）100-xNdx（x=2，5，7，10）非晶／纳米晶贮氢合金，利用透射电镜、x射线衍射仪和差热分析仪研究了合金的微观组织结构及其热性能，采用ARBINBTW-2000型电池测试仪研究了合金的贮氢性能。结果表明：随着钕含量的增高，合金的贮氢量呈现上升趋势。非晶（Mg65Cu25）93Nd7合金具有最好的贮氢动力学性能和贮氢容量，最高贮氢量达到3．O％（质量分数），而纳米晶（Mg65Cu25）98Nd2具有最低的贮氢动力学性能和贮氢容量。研究还表明，随着钕含量的增高，合金的非晶形成能力增强，非晶的这种独特的短程有序结构是提高贮氢性能的主要因素。     

Mg-Cu-Ni-Gd非晶合金结构弛豫及力学性能

采用差示扫描热分析仪(DSC/DTA),X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)研究了Mg-Cu-Ni-Gd系非晶合金的结构弛豫以及力学性能,分析了Ni元素对Mg基非晶合金的结构弛豫和力学性能的影响.结果表明, Mg65Cu25 Gd10非晶合金在305 K下保温180 s发生结构弛豫后,出现约1-2 nm的中程有序畴.采用Ni元素部分取代Cu元素,可提高合金抗结构弛豫能力和力学性能.