具有大過冷液相區(qū)Al基塊體金屬玻璃的制備及其性能的研究.pdf

1、Al基金屬玻璃具有高強度、高韌性和良好的耐蝕性，特別是其高比強度，是高強Al合金的1.5倍，作為新結構材料在航空航天等領域具有潛在的應用前景。然而Al基合金的玻璃形成能力較低，難以制備成塊體材料，限制了它們的實際應用。利用金屬玻璃特有的過冷液相區(qū)內(nèi)粘性流動特性，可以通過超塑性加工成形實現(xiàn)大塊體化。為了開發(fā)適合超塑性加工用的兼具大過冷液相區(qū)間、高玻璃形成能力以及過冷液相區(qū)內(nèi)低粘度的Al基金屬玻璃，本論文以Al-Ni-Er三元合金為基礎，調(diào)

2、查了以相似元素Co置換Ni、以及其它RE(RE=Gd或者La)置換Er對其熱性能和玻璃形成能力的影響，并通過研究金屬玻璃的晶化行為探討了元素添加影響Al-Ni-Er合金過冷液體穩(wěn)定性及玻璃形成能力的機理。成功開發(fā)出了具有大過冷液相區(qū)、高玻璃形成能力以及過冷液相區(qū)內(nèi)低粘度的適合超塑性加工用的新型Al基塊體金屬玻璃，主要內(nèi)容包括:
　　1.適量Co和Gd元素的添加增加了Al-Ni-Er合金的過冷液體熱穩(wěn)定性和玻璃形成能力，其中Al85

3、Ni5Co2Er6Gd2金屬玻璃的過冷液相區(qū)間、臨界尺寸以及最低粘度系數(shù)分別達到35K、340μm以及1.3×108 Pa·s。該合金還表現(xiàn)出良好的超塑性加工性能，利用壓印技術成功實現(xiàn)了其微米級超塑性成形。
　　2.適量Co和La元素的復合添加明顯增加了Al-Ni-Er合金的過冷液體熱穩(wěn)定性和玻璃形成能力，并且效果優(yōu)于Co和Gd元素的復合添加，其中Al85Ni5Co2Er6La2金屬玻璃的過冷液相區(qū)間、臨界尺寸及最低粘度系數(shù)分別達

4、到了40 K、450μm和2.9×107 Pa·s。在過冷液相區(qū)內(nèi)實現(xiàn)了該合金的微、納米級的精密成形，意味著其具有優(yōu)異的超塑性成形加工性。
　　3.通過研究金屬玻璃的晶化行為發(fā)現(xiàn):Co和RE(RE=Gd或者La)元素的添加可使Al-Ni-Er金屬玻璃的初始晶化相由α-Al單相變成α-Al+Al3Er兩相，并且增大了合金的晶化表觀激活能，可推測這是提高合金過冷液體熱穩(wěn)定性的原因。
　　4.在Al-Ni-Er合金中添加適量的Co