Ce-Ga-Cu-Ni非晶合金力学行为及原材料Ce纯度对Ce-Ga-Cu非晶合金形成能力影响的研究

发布时间：2017-09-02 19:13

  本文关键词：Ce-Ga-Cu-Ni非晶合金力学行为及原材料Ce纯度对Ce-Ga-Cu非晶合金形成能力影响的研究

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【摘要】：本文通过采用不同纯度的Ce原材料来制备Ce7oGaxCu7o-x(4≤x≤15)系大块非晶合金,系统分析讨论了原材料Ce纯度对合金非晶形成能力(GFA)的影响。结果显示,对于相同的成分,Ce的纯度即使只是变化0.1%,也会导致非晶合金形成能力从1毫米到6-10毫米的波动。此外,Ce7oGaxCu7o-x(4≤x≤15)系的玻璃形成能力和Ga含量x之间的关系密切,同时也取决于Ce原材料的纯度。与大部分的非晶合金体系有差异的是,使用纯度低的Ce锭有助于制备出玻璃形成能力更为优异的Ce-Ga-Cu系非晶合金。本文还讨论了Ce-Ga-Cu系非晶合金的GFA和常见的热力学参数之间的关联,结果显示晶化温度(Tx)越高,对应成分的合金的非晶形成能力越优异,这显示Ce基合金的非晶形成能力取决于其抵抗晶化能力的强弱。同时,本文还讨论了原材料Ce锭中的主要杂质元素及含量对其GFA的影响,结果表明Ce锭中掺有的微量杂质元素,能在熔体凝固过程中抑制Ce和CeCuGa3相的产生,进而使得合金的GFA得到提高。总的来说,Ce-Ga-Cu系金属玻璃的GFA最优的合金成分,是由原材料Ce锭中杂质元素含量和Ga元素的含量共同决定的。因此,本文的实验结果将推进微量元素对玻璃形成能力的影响机制的理解。此外,本文以新开发的Ce70Ga8.5Cu18.5Ni3块体非晶合金为研究对象,系统研究了试样尺寸对其室温下压缩力学性能的影响。不同直径的非晶合金采用铜模吸铸法获得,采用万能试验机测量不同尺寸样品的室温压缩力学性能,并用扫描电子显微镜观察断裂后样品的端口形貌,此外,还通过差示扫描量热法分析不同样品的热力学性质。结果显示,直径1.5 mm非晶柱状样品具有1%的压缩塑性,并伴随有典型的锯齿流变现象。随着非晶柱状样品尺寸的增加,其塑性逐渐消失。断裂后的样品的端口形貌呈现出典型韧窝状形貌,并且韧窝的密度随着样品尺寸的增加而降低。热分析结果表明,不同尺寸的铸态样品的玻璃转变之前都有一个明显的焓回复过程,而且其焓回复放热量和样品尺寸有近似的反比关系。尺寸较小的非晶合金在制备过程中拥有更快的冷却速率,能够保留更多的自由体积,为剪切带形核提供更多的形核点,表现出较好的宏观塑性变形能力。
【关键词】：原材料纯度Ce-Ga-Cu系非晶合金 Ce纯度 形成能力 压缩 尺寸效应
【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15-28
• 1.1 非晶合金及其发展历史15-17
• 1.2 非晶合金形成原理和制备方法17-19
• 1.2.1 大块金属玻璃的制备方法18-19
• 1.3 非晶合金的玻璃形成能力及常用判据19-22
• 1.4 块体非晶合金的性能及应用22-23
• 1.4.1 块体非晶合金的力学性能22
• 1.4.2 块体非晶合金的物理性能22
• 1.4.3 块体非晶合金的化学性能22-23
• 1.4.4 块体非晶合金的应用研究23
• 1.5 块体非晶合金塑性变形的研究进展23-25
• 1.5.1 块体非晶合金的塑性变形机制23-24
• 1.5.2 块体非晶合金的均匀塑性变形24-25
• 1.5.3 块体非晶合金的非均匀塑性变形25
• 1.6 Ce基块体非晶合金的研究现状25-26
• 1.6.1 Ce基块体非晶合金的超塑性和可加工性25
• 1.6.2 Ce基块体非晶合金的应用前景25-26
• 1.7 本文主要研究内容、目的和意义26-28
• 1.7.1 本文主要研究内容26-27
• 1.7.2 本文主要研究目的和意义27-28
• 第二章 实验原理、方法和过程28-34
• 2.1 本文实验内容概况28
• 2.2 具体的实验原理、过程和注意事项28-34
• 2.2.1 原材料铈的纯度及其中主要杂质元素含量的测定28-29
• 2.2.2 非晶合金的制备29-30
• 2.2.3 非晶合金的退火实验30
• 2.2.4 合金的结构分析30-31
• 2.2.6 合金的热力学分析31-32
• 2.2.7 合金室温压缩力学性能分析32-33
• 2.2.8 合金样品的断口形貌分析33-34
• 第三章 原材料纯度对Ce70GaxCu70-x(4≤x≤15)系非晶合金玻璃形成能力的影响34-47
• 3.1 引言34-35
• 3.2 原材料Ce纯度及其中主要杂质含量的测定35-36
• 3.3 不同纯度Ce制备的Ce-Ga-Cu系非晶合金的玻璃形成能力36-39
• 3.4 不同纯度Ce制备的Ce-Ga-Cu系非晶合金的热力学性能39-45
• 3.5 原材料中杂质对Ce-Ga-Cu系非晶合金玻璃形成能力的影响45-47
• 第四章 Ce_(70)Ga_(8.5)Cu_(18.5_Ni_3块体非晶合金的室温压缩塑性的显著尺寸效应47-53
• 4.1 引言47
• 4.2 不同直径的Ce_(70)Ga_(8.5)Cu_(18.5)Ni_3块体非晶合金的制备47-49
• 4.3 样品尺寸对Ce_(70)Ga_(8.5)Cu_(18.5)Ni_3块体非晶合金室温压缩力学性能的影响49-53
• 第五章 全文总结与展望53-55
• 5.1 本文的主要实验内容53
• 5.2 本文的主要实验结果和结论53-55
• 参考文献55-63
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况63

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1 朱振西;Ce-Ga-Cu-Ni非晶合金力学行为及原材料Ce纯度对Ce-Ga-Cu非晶合金形成能力影响的研究[D];合肥工业大学;2016年

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本文编号：780379