银替换铁对Zr-Cu-Al-Fe大块非晶合金性能的影响
发布时间：2021-08-11 06:54
大块非晶合金凭借其独特的物理和化学性能,受到了广泛的关注。但是,临界尺寸有限、室温塑性差、热稳定性不理想等问题严重限制了大块非晶合金的应用前景。而微合金化（即向非晶合金体系中添加少量其他金属或非金属元素）是提高大块非晶合金各种性能的重要手段。本文选取Zr60Cu25Al10Fe5为基础,利用X射线衍射、投射电子显微镜、差式扫描量热仪、室温压缩试验、扫描电子显微镜和万能试验机等测试分析技术,研究了Ag替代Fe对非晶合金Zr60Cu25Al10Fe5-xAgx（x=1,2,3,4,and 5 at%）的非晶形成能力、热稳定性和力学性能的影响。利用X-射线衍射仪（XRD）和透射电子显微镜（TEM）对一系列不同尺寸铸态试样的结构进行分析,结果显示,在同样的实验条件下,原组分Zr60Cu25Al10Fe5的临界尺寸...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
大块非晶合金与传统非晶合金的过冷度对比示意图[30]
燕山大学工学硕士学位论文-8-扩散，从而抑制晶态相长大的难度[32]。最终导致大块非晶合金的玻璃形成能力提高，稳定性增强。经过对大块非晶结构的进一步研究，Inoue发现可以将其分为三种类型，即“金属-金属”型、“金属-非金属”型和“Pd-非金属”型，这三种类型的结构截然不同[30]。图1-2为三种类型结构的示意图。图1-2.金属-金属型、金属-非金属型和Pd-非金属型非晶合金的独特玻璃结构和原子构型[30]对于金属-金属型非晶合金，研究者们利用投射电子显微镜（TEM）、X射线衍射法（XRD）和中子衍射技术等方法发现该类型合金中存在大量的二十面体短程有序结构（icosahedralshort-rangeorder，ISRO）[34,35]。这些稳定的二十面体短程序可以作为该类型非晶合金的基本结构单元。当金属-金属型合金在加热到其玻璃转变温度以上时，首先析出以ISRO为形核位置的二十面体准晶相（I相），然后这些准晶相会逐步转变为更加稳定晶体相[35]。ISRO的存在大大提高了大块非晶合金形核的难度。由于I相具有五次回转对称性，而普通晶体结构为平移对称结构，所以，在晶体相的形成开始之前，必须完成I相的分解过程[34]。从动力学的角度看，原子重组和组元元素的重新分配也是晶体相形成的前提条件。另外，这些稳定的ISRO均匀镶嵌于材料的三维空间中，将会阻碍
燕山大学工学硕士学位论文-16-第2章材料制备与研究方法2.1实验流程本课题的实验流程大致如下：（1）以Zr60Cu25Al10Fe5非晶合金为基础，设计具有更强非晶形成能力和力学性能的新型非晶合金体系，最终确定为Zr60Cu25Al10Fe5-xAgx(x=0,1,2,3,4,and5at%)体系。（2）将纯度为99.9%以上的锆、铜、铝、铁和铝等金属原材料利用电弧熔炼-铜模吸铸法制备为名义成分为Zr60Cu25Al10Fe5-xAgx(x=0,1,2,3,4,and5at%)的一系列直径分别为3、4、5、6、8、10mm的非晶合金棒。（3）然后利用XRD、DSC、TEM、单轴压缩试验、SEM等测试分析手段对该合金的各种性能进行研究。实验流程如图2-1所示。图2-1本课题的实验流程2.2大块非晶合金的制备首先，准备实验所用的金属原材料（Zr、Cu、Al、Fe、Ag，纯度均高于99.9%），并且在实验之前经仔细打磨和超声波清洗去除氧化皮及污渍，减少杂质的意外引入。然后，在高纯氩气（99.999%）的保护下，利用非自耗电弧熔炼炉将名义成分为
【参考文献】：
期刊论文
[1]Effect of Mo on properties of the industrial Fe–B-alloy-derived Fe-based bulk metallic glasses[J]. Kai-rui Zhu,Wei Jiang,Ji-li Wu,Bo Zhang. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2017(08)
[2]非晶态物质的本质和特性[J]. 汪卫华. 物理学进展. 2013(05)
本文编号：3335689
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
大块非晶合金与传统非晶合金的过冷度对比示意图[30]
燕山大学工学硕士学位论文-8-扩散，从而抑制晶态相长大的难度[32]。最终导致大块非晶合金的玻璃形成能力提高，稳定性增强。经过对大块非晶结构的进一步研究，Inoue发现可以将其分为三种类型，即“金属-金属”型、“金属-非金属”型和“Pd-非金属”型，这三种类型的结构截然不同[30]。图1-2为三种类型结构的示意图。图1-2.金属-金属型、金属-非金属型和Pd-非金属型非晶合金的独特玻璃结构和原子构型[30]对于金属-金属型非晶合金，研究者们利用投射电子显微镜（TEM）、X射线衍射法（XRD）和中子衍射技术等方法发现该类型合金中存在大量的二十面体短程有序结构（icosahedralshort-rangeorder，ISRO）[34,35]。这些稳定的二十面体短程序可以作为该类型非晶合金的基本结构单元。当金属-金属型合金在加热到其玻璃转变温度以上时，首先析出以ISRO为形核位置的二十面体准晶相（I相），然后这些准晶相会逐步转变为更加稳定晶体相[35]。ISRO的存在大大提高了大块非晶合金形核的难度。由于I相具有五次回转对称性，而普通晶体结构为平移对称结构，所以，在晶体相的形成开始之前，必须完成I相的分解过程[34]。从动力学的角度看，原子重组和组元元素的重新分配也是晶体相形成的前提条件。另外，这些稳定的ISRO均匀镶嵌于材料的三维空间中，将会阻碍
燕山大学工学硕士学位论文-16-第2章材料制备与研究方法2.1实验流程本课题的实验流程大致如下：（1）以Zr60Cu25Al10Fe5非晶合金为基础，设计具有更强非晶形成能力和力学性能的新型非晶合金体系，最终确定为Zr60Cu25Al10Fe5-xAgx(x=0,1,2,3,4,and5at%)体系。（2）将纯度为99.9%以上的锆、铜、铝、铁和铝等金属原材料利用电弧熔炼-铜模吸铸法制备为名义成分为Zr60Cu25Al10Fe5-xAgx(x=0,1,2,3,4,and5at%)的一系列直径分别为3、4、5、6、8、10mm的非晶合金棒。（3）然后利用XRD、DSC、TEM、单轴压缩试验、SEM等测试分析手段对该合金的各种性能进行研究。实验流程如图2-1所示。图2-1本课题的实验流程2.2大块非晶合金的制备首先，准备实验所用的金属原材料（Zr、Cu、Al、Fe、Ag，纯度均高于99.9%），并且在实验之前经仔细打磨和超声波清洗去除氧化皮及污渍，减少杂质的意外引入。然后，在高纯氩气（99.999%）的保护下，利用非自耗电弧熔炼炉将名义成分为
【参考文献】：
期刊论文
[1]Effect of Mo on properties of the industrial Fe–B-alloy-derived Fe-based bulk metallic glasses[J]. Kai-rui Zhu,Wei Jiang,Ji-li Wu,Bo Zhang. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2017(08)
[2]非晶态物质的本质和特性[J]. 汪卫华. 物理学进展. 2013(05)
本文编号：3335689
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/boshibiyelunwen/3335689.html
