锆基非晶合金形成能力的亚规则模型

发布时间：2020-12-03 05:21

　　锆基非晶合金是一种性能优异、具有广泛应用前景的新型合金,已经成为材料领域研究最热门的合金系之一。目前,对锆基非晶合金材料的开发主要依靠经验。由于锆基非晶合金涉及元素较多、体系复杂,用经验方法制备、开发具有较大困难,而且会耗费大量的人力和原材料。所以,用理论的方法预测锆基非晶合金的形成能力具有较高的应用价值和理论意义。我们以Miedema理论为基础,经扩展得到一个能够用于计算高元非晶合金的半经验模型-亚规则模型。本文用该模型对锆基二元、三元以及高元形成焓进行了计算,并对锆基高元非晶合金的形成区进行了预测。发现:1.Zr-TM（TM=Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu）二元合金系,当 TM=Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu 时,能够形成非晶合金;Zr-I A、Zr-IIA、Zr-RE（RE=Gd、La、Lu、Nd）不能形成非晶合金;2.Zr0.6Ni（0.4-x）TMx合金系能够形成非晶合金,添加元素为TM=Sc、Ti、V、Cr、Fe、Cu时,合金系非晶形成能力减弱;3.Zr-Al-TM、Zr-Al-Ni-TM、Zr-Al-Ni-Cu-TM 合金系可以形成非晶合金,当TM... 

【文章来源】：湖南师范大学湖南省 211工程院校

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１晶态（ａ）和非晶态（ｂ）内部原子排列示意图⑴??

为了解决二元合金形成热的计算问题，Ｍｉｅｄｅｍａ等人将ｗｉｇｎｅｒ－Ｓｅｉｔｚ对纯金属元??胞模型推广到二元合金中，并提出两个基本假设：??１．?Ａ、Ｂ两种金属形成有序金属间化合物ＡＢ时，包含两种金属元胞。如图２－１?（ａ），??表示纯金属Ａ、Ｂ的Ｗｉｎｇｅｒ－Ｓｅｉｔｚ元胞。在形成合金时会出现两种情况：一种是Ａ、Ｂ??形成合金后原有元胞体积无变化，如图２－１?（ｂ）；?—种是形成合金后元胞体积发生了变化，??如图?２－１?（ｃ）。??２．

—■一亚规则计算的Ｚｒ－ＴＭ二元合金晶态形成洽??★为实验值??从图３－１中我们可以发现，当替代金属为ＥＴＭ＝?（Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ）时，ＺｒＳｃ、??ＺｒＴｉ、ＺｒＶ的晶态和非晶态形成焓都为正值，不易形成稳定的结构。当替代金属??为?ＬＴＭ＝?（Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｃｒ）时，ＺｒＦｅ、ＺｒＮｉ、ＺｒＣｕ、ＺｒＭｎ、ＺｒＣｏ、??ＺｒＣｒ二元合金系的晶态、非晶态形成焓值都为负，能形成稳定的结构。并且，合??金系的所有元素都有非晶态形成焓小于晶态形成焓，故更易形成非晶态合金。随??着后过度族元素成分占比的增多，形成焓先减后增，都有一个极小值。极小值在??ＸＺｒ＝?（０．４－０．６）之间，偏向ＸＺｒ＝０．４端，且极小值对应的焓值都很小，说明非晶??形成能力很强。总得来看，Ｚｒ与前过度族金属元素不易形成合金，与后过度族??金属元素能形成非晶合金


本文编号：2896055