论文部分内容阅读
近二十年来，由于非晶合金所具有的优异化学、物理和机械性能及其在诸多领域所体现出的广泛应用前景，引起了人们越来越多的关注。在不同的合金体系中都获得了厘米级的非晶合金。其中，Zr-基非晶合金已经被成功应用于一些领域；Fe-基非晶合金由于其低廉的成本和良好的机械性能，更有希望作为一种结构材料。因此，本文主要以Zr-基和Fe-基非晶合金为研究对象，基于以下几种原则：井上三原则；电子浓度(e/a)和平均原子尺寸Ra；吉布斯混合定律；Senkov和Miracle的原子半径准则等，对不同的Zr-基和Fe-基非晶合金进行了系统地研究，Zr-基合金成分主要包括：
1.Zr55Cu30Al10Ni5-xFex(x=0，1，2，3)，分别记做 EOAO、EOF1、EOF2、EOF3和Zr55Cu30Ni10Al5，记做 EOA1
2.(Zr0.645Ni0.155Al0.115Cu0.085)100-x Mx(x=0，2，M=Y，Nb，Si；x=2-5％，M=Ti)
3.(Zr0.65Cu0.18Ni0.09Al0.08)100-xMx(x=0，2，M=Y，Nb，Er，Si；x=2-5％，M=Ti)
4.(Zr0.65Cu0.17Ni0.1Al0.08)100-xMx(x=0，2，M=Gd；x=2-5％，M=Ti)
5.(Zr0.64Ni0.17Al0.115Cu0.075)100-xMx(x=0，2，5，M=V，Pd；x=2-5％，M=Ti)它们都偏离或者靠近共晶成分，所添加的元素如Fe、Y、Nb、Ti、Si、W、Gd、Dy、Er、Pd、V等最多达到2 at.％。每种合金的e/a大约为1.40，平均原子尺寸Ra在0.1496-0.1500nm之间。另外，通过吉布斯混合定律和井上原则设计出两种铁磁性Fe-基非晶合金Fe60815Zr10Co7MO5.5Y2Si0.5(记做F1)和Fe73Sil3B9Nb4Cu1(记做F2)三种顺磁性Fe-基非晶合金钢Fe50Cr14Mo14C1486M2(M=Y，Gd和Dy)。
实验中，所选用原材料的纯度大都在99.5～99.9％之间，而在Fe-基非晶合金的原料中，添加有商用纯度的元素。母合金通过电弧熔炼获得，在惰性气体保护下通过铜模浇铸或甩带法获得棒状和带状样品。研究合金的晶化行为时，Zr-基和Fe-基非晶合金先被分别封装于充满氩气的石英管内，通过DSC曲线确定合金的退火温度。对于Zr-基非晶合金，在400-600℃范围内的不同温度下，退火处理20分钟；对于Fe-基非晶合金在400-850℃的温度范围内进行不同时间的退火处理，时间最长达4h；非晶钢合金分别在600、680和850℃退火处理20分钟。有些Zr基非晶合金在室温条件下用5％氢氟酸水溶液腐蚀5-10秒钟。用于试样表征的手段主要有：扫描电镜(SEM)LEO440i，场发射高分辨扫描电镜(FESEM) SUPRA35GW，能谱分析(EDS)，电子探针(EPMA)，X射线(XRD)，高温、低温差热分析(DSC)等。