鋯基大塊非晶合金的晶化行為研究.pdf

1、本文利用X射線衍射法和差示掃描量熱法(DSC)等實(shí)驗(yàn)手段系統(tǒng)地研究了非晶合金Zr60Al15Ni25，Zr55Al10Ni5Cu30，Zr65Al10Ni10Cu15，Zr52.5Al10Ni10Cu15-Be12.5的晶化行為情況。 本文首先綜述了近年來大塊非晶合金的國內(nèi)外發(fā)展歷史，簡述了非晶合金的優(yōu)異性能，常見的制備方法，著重介紹了非晶合金的晶化途徑，晶化類型，晶化熱力學(xué)和晶化動(dòng)力學(xué)情況。 利用差示掃描量熱法研究了非

2、晶態(tài)合金Zr60Al15Ni25，Zr55Al10Ni5Cu30和Zr65Al10Ni10Cu15的恒速升溫動(dòng)力學(xué)，得出各合金的晶化特征溫度，表明晶化行為和玻璃轉(zhuǎn)變行為均與加熱速率有關(guān)，具有明顯的動(dòng)力學(xué)效應(yīng)。分別利用Kissinger方法和Ozawa方法求得合金相應(yīng)的激活能(Eg，Ex和Ep)，相差不大，變化趨勢也大體一致，各合金的Eg均比它們的Ex和Ep要高；在等溫DSC情況下，利用JMA方程算得各非晶合金的有效晶化激活能，表明Cu元

3、素的添加提高了鋯基非晶合金的熱穩(wěn)定性，且添加15at％的Cu比30 at％的Cu更加有利于提高合金的熱穩(wěn)定性。另外，JMA方程算得的Avrami指數(shù)n又表明Zr60Al15Ni25非晶合金的晶化過程主要為受界面控制的形核率隨時(shí)間減少的多晶型晶化，而Zr55Al10Ni5Cu30和Zr65Al10Ni10Cu15非晶合金的晶化同為受擴(kuò)散機(jī)制控制的形核率隨時(shí)間增加而下降的晶化機(jī)制。 利用差示掃描量熱法研究了非晶合金Zr52.5Al1

4、0Ni10Cu15Be12.5的晶化動(dòng)力學(xué)，并與Zr65Al10Ni10Cu15的晶化情況進(jìn)行對比，得出Zr52.5Al10Ni10Cu15Be12.5的熱穩(wěn)定性要比Zr65Al10Ni10Cu15強(qiáng)，小尺寸Be原子的加入大幅提高了鋯基非晶合金的熱穩(wěn)定性，相應(yīng)的退火晶化實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了這一點(diǎn)。 利用X射線衍射法研究了非晶合金Zr65Al10Ni10Cu15和Zr52.5Al10Ni10Cu15Be12.5的晶化過程情況。結(jié)果表明：Z

5、r65Al10Ni10Cu15非晶合金先生成了亞穩(wěn)相Zr2Ni和其他的Zr-Al，Zr-Cu化合物，然后生成Zr2Cu，Zr2Al3等終態(tài)晶態(tài)相：Zr52.5Al10Ni10Cu15Be12.5非晶合金在退火晶化過程后產(chǎn)生了ZrCu，ZrBe2，Zr2Al3等主要晶態(tài)相。Be的添加抑制了Zr-Ni亞穩(wěn)態(tài)化合物的生成。結(jié)合晶化動(dòng)力學(xué)結(jié)果，可得出Zr65Al10Ni10Cu15和Zr52.5Al10Ni10Cu15Be12.5非晶合金的晶化