镍基块体非晶态合金的制备及性能的研究

发布时间：2017-09-02 22:26

  本文关键词：镍基块体非晶态合金的制备及性能的研究

  更多相关文章： 块体非晶态合金 Ni基块体非晶态合金 玻璃化形成能力 抗腐蚀性能 机械性能

【摘要】：在本硕士论文工作中,我们利用Flux提纯技术与J-quenching快速冷凝技术相结合的方法成功制备出了Ni_(77-x-y)Mo_xCr_yNb_3P_(14)B_6(x=7 y=0、x=8 y=0、x=9 y=0、x=5 y=3、x=5 y=5、x=5 y=8、x=8 y=3、x=8 y=5,all in at.%)块体非晶态合态合金和Ni_(76-x)Fe_xP_(14)B_6Ta_4(x=10、20、30、40%,all in at.%)系列的块体非晶态合金,并对其玻璃化形成能力、热稳定性、抗腐蚀性和机械性能进行了系统的研究。主要工作包括下面两部分。我们系统地研究了适量的Mo、Cr元素替代Ni对Ni_(77-x-y)Mo_xCr_yNb_3P_(14)B_6(x=7y=0、x=8 y=0、x=9 y=0、x=5 y=3、x=5 y=5、x=5 y=8、x=8 y=3、x=8 y=5,all in at.%)块体非晶态合的玻璃化形成能力、热稳定性、抗腐蚀性、机械性能的影响。在本次实验中我们成功的制备出了棒状的Ni_(77-x-y)Mo_xCr_yNb_3P_(14)B_6(x=7 y=0、x=8y=0、x=9 y=0、x=5 y=3、x=5 y=5、x=5 y=8、x=8 y=3、x=8 y=5,all in at.%)块体非晶态合金,当x=5 y=5,所制备的块体非晶态合金的最大临界尺寸可以达到1.5mm。研究结果表明,适量的Mo、Cr元素替换Ni可以提高合金体系的玻璃化形成能力,而过量的Cr、Mo的添加会降低合金体系的玻璃化形成能力。抗腐蚀性能的研究结果表明,当前我们所制备的Ni基块体金属玻璃均表现出了良好的抗腐蚀性,其自腐蚀电流密度可以达到10-6A/cm2的数量级,而绝大数非晶态合金的自腐蚀电流密度在10-5A/cm2这个数量级以上。此外,当前的Ni基块体非晶态合金也展现了优良的机械性能,断裂强度均在2400MPa以上。研究表明块体非晶态合金的塑性变形与其主要元素的泊松比和杨氏模量相关,泊松比越高、杨氏模量越小,则相应的块体非晶态合金的塑性越大。相比于Ni,Fe具有较小的泊松比和较高的杨氏模量。因此按照目前公认的理论。当前我们所制备的镍基块体非晶态合金的塑性相比于铁基块体非晶态合金应该具有更大的塑性,但是铁基块体非晶态合金往往具有良好的塑性。而和铁基相比我们当前所制备的镍基块体非晶态合金的塑性几乎为零。为了更深层次的理解透彻这一原因还需要更深层次对微观结构的分析来寻求答案。(2)我们成功制备出了Ni_(76-x)Fe_xP_(14)B_6Ta_4(x=10、20、30、40%,原子百分比)系列的块体非晶态合金,其中当x=20时最大临界尺寸可达3.0 mm。我们系统研究了Fe对Ni的部分替换对目前的Ni基块体非晶态合金的玻璃化形成能力、热稳定性、耐蚀性、机械性能的影响。结果显示,适量的Fe替换Ni可以提高Ni基合金的玻璃化形成能力。抗腐蚀性能的测试结果表明,Ni_(76-x)Fe_xP_(14)B_6Ta_4(x=10、20、30、40%,all in at.%)系列的块体非晶态合金在1M HCl和1M NaCl溶液中自腐蚀电流密度均在10-5A/cm2数量级,显示优秀的抗腐蚀性能。在机械性能方面,测试结果显示当前的含Fe的Ni基块体非晶态合金展现出了优异的机械性能,断裂强度在2500MPa以上。更为重要的是,当x=20时,合金的塑性达到6.6%,这是目前所报道的Ni基块体非晶态合金的最大塑性。
【关键词】：块体非晶态合金 Ni基块体非晶态合金 玻璃化形成能力 抗腐蚀性能 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】：2016
【分类号】：TG139.8
【目录】：

• 摘要2-4
• Abstract4-9
• 第一章 绪论9-23
• 1.1 非晶态合金的发展史9-11
• 1.1.1 非晶态合金及块体非晶态合金的发展史9-10
• 1.1.2 Ni基块体非晶态合金的发展史10-11
• 1.2 非晶态合金的形成理论11-14
• 1.2.1 结构条件11
• 1.2.2 热力学条件11-12
• 1.2.3 动力学条件12-14
• 1.3 块体非晶态合金的玻璃化形成能力及判据14-16
• 1.3.1 块体金属玻璃成分设计准则14
• 1.3.2 玻璃化形成能力（Glass Forming Ability, GFA）的判据14-16
• 1.4 块体非晶态合金的性能16-17
• 1.4.1 块体非晶态合金的磁学性能16
• 1.4.2 块体非晶态合金的机械性能16
• 1.4.3 块体非晶态合金的抗腐蚀性能16-17
• 1.5 选题的依据及意义17-19
• 参考文献19-23
• 第二章 实验过程23-28
• 2.1 样品制备23-25
• 2.1.1 真空度的测试23
• 2.1.2 石英管清洗23
• 2.1.3 母合金的制备23-24
• 2.1.4 Fluxing除杂过程24
• 2.1.5 通过J-quenching技术制备块体非晶态合金24-25
• 2.2 样品的表征及性能分析25-28
• 2.2.1 样品微观结构的表征及分析25
• 2.2.2 热学性能的表征及分析25
• 2.2.3 抗腐蚀性能的表征及分析25-27
• 2.2.3.1 失重测试26-27
• 2.2.3.2 动电位极化曲线的测试27
• 2.2.4 机械性能的表征27-28
• 第三章 块体非晶态合金Ni_(77-x-y)Mo_xCr_yNb_3P_(14)B_6的制备及性 能研究28-43
• 3.1 引言28-29
• 3.2 实验过程29-30
• 3.3 实验结果及讨论30-39
• 3.3.1 非晶结构的表征30-32
• 3.3.2 热稳定性分析32-34
• 3.3.3 抗腐蚀性能分析34-38
• 3.3.3.1 电化学测试分析34-37
• 3.3.3.2 失重测试分析37-38
• 3.3.4 机械性能的分析38-39
• 3.4 总结39-40
• 参考文献40-43
• 第四章 Fe的添加对Ni基块体非晶态合金的GFA及性能的影响43-58
• 4.1 引言43-44
• 4.2 实验过程44-45
• 4.3 实验结果及讨论45-54
• 4.3.1 非晶结构的表征45-46
• 4.3.2 热稳定性分析46-48
• 4.3.3 抗腐蚀性能分析48-50
• 4.3.4 失重测试分析50-51
• 4.3.5 机械性能的分析51-54
• 4.4 总结54-55
• 参考文献55-58
• 第五章 工作总结与展望58-61
• 5.1 工作总结58-59
• 5.2 工作中存在的不足与展望59-61
• 5.2.1 工作中存在的不足59-60
• 5.2.2 工作展望60-61
• 附录61-62
• 致谢62-64

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