论文部分内容阅读
采用磁悬浮熔炼-铜模吸铸法,通过调控制备工艺参数,得到了晶体相含量不同的Cu40Zr44Ag8Al8非晶复合材料。以差示扫描量热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)、电子探针(EPMA)及扫描电镜(SEM)等为主要研究手段,研究不同吸铸功率和功率保持时间对制备非晶复合材料的影响;最后研究晶体相含量对非晶复合材料组织、热稳定性、力学性能及高温形变行为的影响。研究表明,制备工艺对Cu40Zr44Ag8Al8非晶合金的晶体相析出存在显著影响。在熔体粘度上升之前,使合金内部发生原子团聚现象,在冷却过程中保留下这部分形成晶体相,在冷却速率及加热温度等条件不变的情况下,随着功率保持时间延长,晶体相析出增多,从而最终制备得到非晶基体的复合材料。实验结果表明,在吸铸功率为4kw时,随着功率保持时间延长,试样晶体相含量逐渐增大,至功率保持时间为9min时,试样内晶体相析出量最多,其力学性能测试显示此时抗压强度最小、塑性最好。DSC曲线显示,对于Cu40Zr44Ag8Al8体系而言,其具有良好的非晶形成能力,但随着晶体相的析出,晶化开始温度逐渐升高,晶化放热峰面积随之减少。断口形貌表明晶体相的含量对非晶复合材料的力学性能起着至关重要的作用。非晶基体中弥散分布的晶体相会改变裂纹扩展方向,并不断诱发新的裂纹。在高倍扫描电镜下发现大面积粘性流体流动现象。当晶体相含量较小时,剪切面内的粘滞流动层脉纹结构宽阔而平坦;随着晶体相含量增大,由于晶体相的存在使剪切面内的粘滞流动受阻,引起更加复杂的脉纹结构、粘性介质层及熔滴状形貌的出现。利用DSC测得Cu40Zr44Ag8Al8非晶复合材料的热力学参数,选取过冷液相区内温度点450℃,进行高温压缩实验。结果表明,Cu40Zr44Ag8Al8非晶复合材料在过冷液相区具有更优异的塑性。试样在高温条件下长时间停留由于结构弛豫会产生晶化现象。压缩过程中试样内部产生的内应力促进晶体相的生成,析出多种晶体相(Ag3Al、Cu10Zr7、Al3Zr)。