CuZr基非晶合金的电子输运性质与熔体状态相关性的研究

发布时间：2017-08-29 09:34

  本文关键词：CuZr基非晶合金的电子输运性质与熔体状态相关性的研究

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【摘要】：非晶合金由于具备优异的机械性能、耐腐蚀性能和电磁性能而受到广泛关注。非晶合金是通过快速冷却制备,其结构组织通常被认为是母合金熔体的“冻结”。所以以母合金熔体为切入点来研究其结构变化对非晶合金的形成和性能的影响有重大意义。本文借助DSC和电阻法测试,并通过XRD衍射图像标定不同晶化阶段各析出相,同时利用透射扫描电镜系统地研究了熔体温度对非晶合金的结构、形成能力及晶化行为的影响。本工作所得结论总结如下：(1)对Cu_(50)Zr_(50)和Cu_(36)Zr_(48)Al_8Ag_8非晶薄带进行不同升温速率的DSC测试表明各特征温度(Tg、Tx、Tp)均随着升温速率的提高表现出明显的动力学行为。利用Kissinger方程计算得到玻璃转变和晶化转变过程各表观激活能随着熔体温度升高均随之增大,揭示非晶晶化过程中形核和长大所需克服的能量势垒增大,晶化越不容易进行,非晶热稳定性越好。(2)对Cu_(36)Zr_(48)Al_8Ag_8非晶薄带进行不同升温速率的电阻率试验,揭示了更高温度下的晶化行为,表明该非晶合金存在多级晶化。由电阻法得到的各晶化激活能和峰值激活能随制备电流增大而增大,表明制备非晶热稳定性提高,与DSC测试结果一致。计算所得表征Cu_(36)Zr_(48)Al_8Ag_8非晶GFA大小的△Tx和γ参数随着加热电流增大而下降,表明GFA降低。母合金熔体在高温吸氧显著,形成的氧化夹杂物作为形核点促进了晶化,从而降低其GFA。(3)相同条件下进行退火实验时,1323K制备Cu_(50)Zr_(50)非晶先于1623K非晶析出晶化相,析出相为Cu_(10)Zr_7相。由于在较低温度1323K时熔体内部存在异质团簇,在随后的急冷过程中这些异质团簇淬入到非晶基体中,作为异质形核点优先析出了晶化相,使得1323K制备非晶率先晶化。间接表明Cu_(50)Zr_(50)微观结构与熔体温度存在相关性。(4)对Cu_(36)Zr_(48)Al_8Ag_8试样在晶化第一阶段不同温度点析出的晶化相进行分析：不同电流制备试样在各个温度点的晶化析出相种类相同,数量不同。在晶化伊始首先析出优先竞争相CuZr相,继而分解为Cu_(10)Zr_7相,并伴有少量AgZr相析出。随着晶化温度的升高,Cu_(10)Zr_7相又转变为CuZr_2+AlCu2Zr共晶相,并析出少量CuAl2相。特别的,30.6A电流制备试样在晶化初始析出了准晶相。由于合金系统高温吸氧,由Zr围成的八面体间隙位置被氧占据,形成的稳定团簇充当准晶相的形核点而促进准晶相析出。
【关键词】：熔体状态 玻璃形成能力 热稳定性 晶化行为
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG139.8
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-15
• 第一章 绪论15-22
• 1.1 引言15
• 1.2 非晶合金15-18
• 1.2.1 非晶合金的发展历程15-16
• 1.2.2 非晶态合金的性能及相关应用16-17
• 1.2.3 非晶合金形成的热力学条件17
• 1.2.4 非晶形成的动力学条件17-18
• 1.2.5 非晶合金经验形成判据18
• 1.3 非晶合金的电阻率特点18-19
• 1.4 熔体过热对非晶合金的影响19-20
• 1.5 非晶合金晶化行为20-21
• 1.6 本文主要研究内容21-22
• 第二章 实验内容及方法22-26
• 2.1 选择合金系22
• 2.2 主要实验设备22
• 2.3 试样制备方法22-23
• 2.4 材料分析测试方法23-26
• 2.4.1 电阻率测试原理与方法23-24
• 2.4.2 差热分析方法24-25
• 2.4.3 X射线衍射法25
• 2.4.4 透射电镜扫描25-26
• 第三章 熔体过热对Cu_(50)Zr_(50)非晶合金的热稳定性及晶化行为的研究26-36
• 3.1 引言26
• 3.2 实验方法26-27
• 3.3 实验结果与分析27-34
• 3.3.1 Cu_(50)Zr_(50)合金熔体随温度变化的规律27
• 3.3.2 XRD衍射分析27-28
• 3.3.3 熔体温度对Cu_(50)Zr_(50)热稳定性的影响28-31
• 3.3.4 熔体温度对Cu_(50)Zr_(50)非晶形成的影响31-32
• 3.3.5 Cu_(50)Zr_(50)晶化行为分析32-34
• 3.4 本章小结34-36
• 第四章 DSC探索熔体温度对非晶合金Cu_(36)Zr_(48)Al_8Ag_8结构及GFA的影响36-45
• 4.1 引言36
• 4.2 实验方法36
• 4.3 实验结果分析36-44
• 4.3.1 XRD衍射分析36-37
• 4.3.2 DSC测试不同制备电流对Cu_(36)Zr_(48)Al_8Ag_8的GFA影响37-40
• 4.3.3 DSC测试不同电流对Cu_(36)Zr_(48)Al_8Ag_8晶化激活能及热稳定性影响40-42
• 4.3.4 不同电流制备Cu_(36)Zr_(48)Al_8Ag_8晶化第一阶段DSC曲线差异分析42-43
• 4.3.5 TEM微观结构分析43-44
• 4.4 本章小结44-45
• 第五章 电阻法探索熔体温度对Cu_(36)Zr_(48)Al_8Ag_8晶化行为及GFA的影响45-57
• 5.1 引言45
• 5.2 实验方法45-46
• 5.3 电阻率实验结果分析46-54
• 5.3.1 电阻率实验所得各约化电阻率曲线及其特征46-49
• 5.3.2 电阻率实验探究不同电流对Cu_(36)Zr_(48)Al_8Ag_8热稳定性的影响49-52
• 5.3.3 电阻率实验探究不同电流对Cu_(36)Zr_(48)Al_8Ag_8GFA的影响52-54
• 5.4 晶化第一阶段晶化相析出结果分析54-56
• 5.5 本章小结56-57
• 第六章 总结与展望57-60
• 6.1 研究内容概要57
• 6.2 研究结论57-58
• 6.3 研究的创新之处58
• 6.4 未解决问题58-60
• 参考文献60-66
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 ;Minor alloying behavior in bulk metallic glasses and high-entropy alloys[J];Science in China(Series G:Physics,Mechanics & Astronomy);2008年04期

2 周效锋,陶淑芬,陶昌,刘佐权,李德修;非晶态金属高温段ρ-T曲线与Mie理论的新用[J];金属热处理学报;2002年04期

3 王亚平,卢柯;非晶态合金晶化过程的高精度电阻监测研究[J];中国科学E辑:技术科学;2000年03期

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本文编号：752580