钴基块体非晶态合金的制备及性能研究

发布时间：2017-08-06 18:25

  本文关键词：钴基块体非晶态合金的制备及性能研究

  更多相关文章： 钴基块体非晶态合金 Fluxing提纯技术 J-Quenching技术 玻璃化形成能力 机械性能

【摘要】：钴基块体非晶态合金具有很多优异的物理化学性能,尤其是极高的断裂强度,例如Co65 xTax B35(x=5~10 at.%)块体非晶态合金的断裂强度达到了合金类的最大断裂强度5.6~6.0 GPa,使其成为潜在理想的结构材料。但是低的玻璃化形成能力限制了钴基块体非晶态合金的应用和发展。本论文工作的目的发展新的钴基块体非晶态合金,具体工作包括以下两个部分:1)基于一些提高合金玻璃化形成能力的经验准则,通过Fluxing提纯技术和J-Quenching技术相结合的方法,我们成功制备了Co80-xMoxP14B6(x=7,9,11 at.%)四元钴基块体非晶态合金,其钴含量是迄今为止已报道的钴基块体非晶态合金中最高的。结果表明,目前的Co80-xMoxP14B6(x=7,9,11 at.%)合金非晶化临界尺寸分别为1.0 mm,4.5 mm和1.0 mm。DSC热力学分析表明,随着Mo含量的升高,合金的玻璃转变温度Tg和起始晶化温度Tx升高,显示热稳定性增加。压缩测试的结果表明,随着Mo含量从7%增加到11%,目前的钴基块体非晶合金的断裂强度由3.3 GPa增加到3.9 GPa,且断裂强度与玻璃化转变温度成正相关。磁性测试的结果表明,随着Mo含量从7%增加到11%,目前的CoMoPC块体非晶态合金的饱和磁化强度由0.41 T下降到0.14 T,这可能归因于Mo和Fe原子之间是反铁磁性耦合的。2)为了研究类金属元素对钴基块体非晶态合金玻璃化形成能力以及性能的影响,我们尝试制备Co71Mo9P14B6,Co71Mo9P14C6和Co71Mo9B9C11三个钴基块体非晶态合金。结果我们成功制备出了临界直径为4.5 mm的Co71Mo9P14B6和1.5 mm的Co71Mo9P14C6块体非晶态合金,但没能制备出直径大于1 mm的Co71Mo9B9C11块体非晶态合金,表明这三个钴基合金的玻璃化形成能力从大到小的顺序依次为Co71Mo9P14B6,Co71Mo9P14C6和Co71Mo9B9C11。此外,类金属元素对钴基块体非晶态合金的性能也有一定的影响。热力学扫描测试结果显示,Co71Mo9P14C6块体非晶态合金的热稳定性要差于Co71Mo9P14B6,且Co71Mo9P14C6块体非晶态合金没有显示玻璃转变,而Co71Mo9P14B6则显示了明显的玻璃转变。单轴压缩测试结果表明,Co71Mo9P14C6块体非晶态合金的断裂强度为3.3 GPa,略小于Co71Mo9P14B6的断裂强度3.8 GPa。磁性能测试结果显示,Co71Mo9P14C6的饱和磁化强度为0.24 T,略小于Co71Mo9P14B6的饱和磁化强度0.25 T,这可以用电荷转移模型来解释。
【关键词】：钴基块体非晶态合金 Fluxing提纯技术 J-Quenching技术 玻璃化形成能力 机械性能
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG139.8
【目录】：

• 摘要2-4
• Abstract4-9
• 第一章 绪论9-26
• 1.1 非晶态合金9
• 1.2 块体非晶态合金9-14
• 1.2.1 块体非晶态合金的性能11-13
• 1.2.3 块体非晶态合金的前景13-14
• 1.3 钴基块体非晶态合金的性能及现状14-15
• 1.4 非晶态合金合金的形成理论15-19
• 1.4.1 玻璃转变温度15-16
• 1.4.2 非晶态合金形成的热力学16-17
• 1.4.3 非晶态合金形成的动力学17-19
• 1.5 玻璃化形成能力19-21
• 1.5.1 约化玻璃转变温度准则19
• 1.5.2 共晶点准则19-20
• 1.5.3 过冷液相区宽度20
• 1.5.4 ? 参数20
• 1.5.5 设计具有大玻璃化形成能力合金的经验准则20-21
• 1.6 选题依据及意义21-22
• 参考文献22-26
• 第二章 实验26-34
• 2.1 实验前期准备26
• 2.1.1 真空装置的测试26
• 2.1.2 石英管的切割26
• 2.1.3 试管的清洗26
• 2.2 样品制备26-28
• 2.2.1 试样合金化26-27
• 2.2.2 合金样品熔融除杂提纯27
• 2.2.3 棒状样品制备27-28
• 2.3 初步判断28
• 2.4 样品的表征28-31
• 2.4.1 结构测试XRD (X射线粉末衍射)28-29
• 2.4.2 样品的热分析DSC (差示扫描量热法)29-30
• 2.4.3 样品密度的测定30
• 2.4.4 机械性能测试30-31
• 2.4.5 软磁性能测试31
• 2.5 非晶态合金的主要制备方法31-33
• 2.5.1 电弧熔炼吸铸法31
• 2.5.2 J-Quenching技术31-33
• 参考文献33-34
• 第三章 四元钴基块体非晶态合金的制备及性能研究34-44
• 3.1 引言34-35
• 3.2 实验35
• 3.3 结果和讨论35-41
• 3.4 结论41-42
• 参考文献42-44
• 第四章 类金属对钴基块体非晶态合金玻璃化形成能力及性能的影响44-50
• 4.1 引言44-45
• 4.2 实验45
• 4.3 结果和讨论45-48
• 4.4 结论48-49
• 参考文献49-50
• 第五章 结论与展望50-52
• 5.1 主要结论50-51
• 5.2 存在的问题与展望51-52
• 附录52-53
• 致谢53-54

【共引文献】

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本文编号：630980