FeSiCrBPMo非晶合金的晶化動力學及晶化行為研究.pdf

1、非晶合金的特殊結構使其具有優(yōu)異的性能，但是非晶合金處于熱力學上的亞穩(wěn)態(tài)，在一定的條件下，會自發(fā)的向能量更低的亞穩(wěn)態(tài)或穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)變，即發(fā)生非晶合金的晶化，其優(yōu)異性能由于微量晶化或全部晶化而退化甚至喪失。了解非晶合金的晶化動力學以及晶化行為，一方面可以提高合金的非晶形成能力和熱穩(wěn)定性；另一方面，可以把非晶合金作為母體以此來制備納米晶或者納米晶/非晶復合材料。因此本課題采用等離子噴涂法制備出Fe76-xSi3.3Cr4.5B6.7P9.5Mox(

2、X=0，3，5)非晶合金。采用X-射線衍射儀(XRD)、差示熱掃描量熱儀(DSC)、透射電子顯微鏡(TEM)、能譜儀(EDS)等分析測試方法對非晶合金的非晶形成能力、熱穩(wěn)定性、晶化動力學以及晶化行為進行測試和表征，研究結果表明：
　　(1)Fe76-xSi3.3Cr4.5B6.7P9.5Mox(X=0，3，5)母合金經(jīng)棒材等離子噴涂后都得到亮白色非晶合金薄片，x=0為一次晶化，X=3，5為二次晶化，晶化溫度隨Mo含量的增加而升高，

3、Mo的添加可以提高非晶形成能力和熱穩(wěn)定性。
　　(2)Fe76-xSi3.3Cr4.5B6.7P9.5非晶合金的非等溫晶化過程是單階段晶化，對應著α-Fe(Si)相和Cr12P7相的析出，晶化溫度TX和晶化峰溫度Tp隨著加熱速率的增大而向高溫區(qū)運動，非晶轉(zhuǎn)變和晶化行為具有動力學效應。采用Kissinger和Ozawa法計算晶化激活能，其中Ex>EP，形核比長大困難。在整個晶化過程中，局域激活能先增大后減小，在晶化體積分數(shù)10％時達

4、到最大值，其值為530kJ/mol，平均值為475kJ/mol。
　　(3)Fe76-xSi3.3Cr4.5B6.7P9.5Mox(X=0，3，5)非晶合金的晶核生長是受擴散控制的三維形核和長大過程。其中X=0的Avrami指數(shù)n=2.28～2.35，形核率隨時間減小；X=3的Avrami指數(shù)n=2.5～2.63，形核率隨時間不變或者增大；X=5的Avrami指數(shù)n=2.76～2.98，形核率隨時間增大。等溫曲線都是單一的晶化放熱

5、峰，晶化體積分數(shù)與時間成“S”型曲線，等溫JMA曲線基本為直線。利用K=K0exp[-E/RT]計算等溫晶化激活能分別為198.8KJ/mol、289.3KJ/mol、305.9KJ/mol。
　　(4)Fe76Si3.3Cr4.5B6.7P9.5非晶合金的晶化析出相為α-Fe(Si)、Cr12P7，為共晶型晶化；而Fe71Si3.3Cr4.5B6.7P9.5Mo5非晶合金的晶化析出相為α-Fe(Si)、Fe3B、Cr12P7，為