【摘 要】
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非晶形成机理一直是非晶材料研究的难点问题。为了弄清决定材料非晶形成能力的物理因素,本文选择了非晶形成能力较强的Zr基二元合金体系为切入点,以相图深共晶原则,确定了Zr-Ni、Zr-Cu、Zr-Co三个有多个共晶点的Zr基二元体系,旨在探讨不同体系中各个共晶组分玻璃形成能力与热力学参量、动力学参量的关联,最终确定并验证对非晶形成能力有指导性的参量。主要工作可归纳为以下几个方面:（1）选取Zr-Ni、
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非晶形成机理一直是非晶材料研究的难点问题。为了弄清决定材料非晶形成能力的物理因素,本文选择了非晶形成能力较强的Zr基二元合金体系为切入点,以相图深共晶原则,确定了Zr-Ni、Zr-Cu、Zr-Co三个有多个共晶点的Zr基二元体系,旨在探讨不同体系中各个共晶组分玻璃形成能力与热力学参量、动力学参量的关联,最终确定并验证对非晶形成能力有指导性的参量。主要工作可归纳为以下几个方面:（1）选取Zr-Ni、Zr-Cu、Zr-Co有多个共晶点的二元合金体系,结合相图、离子耦合等离子体（ICP）和差式量热扫描仪（DSC）确定各体系共晶组分的元素比,熔炼制得成分均匀的合金母样。通过DSC测得各个共晶组分的熔点、熔化热,计算出熔化熵、混合过剩熵、错配熵。并从共晶点近邻化合物的热力学参量出发,计算出共晶组分相对化合物机械平均的过剩热力学参量混合过剩熔化熵,和由近邻化合物的形成焓构建的共晶组分的混合形成焓。分析对比各个热力学参量的联系和规律,在此基础上明确了熔化熵是代表性的热力学参量。（2）通过单辊甩带和铜模吸铸的方法实现合金的非晶化,并确定各个共晶组分合金的可以获得完全非晶的甩带速率Rv-c,另外采用DSC分析非晶合金,测量得到各非晶样品的玻璃转变温度Tg、开始晶化温度Tx,结合熔点Tm计算约化玻璃转变温度Trg、过冷液相区宽度ΔTx、γ等非晶组合判据参量。将Rv-c与特征温度组合判据结合共同判别体系的非晶形成能力。（3）将动力学和热力学特征与非晶形成的关联性。在动力学方面,采用分子动力学模拟的方法研究了体系的扩散系数和弛豫时间,用以表征熔体的动力学快慢,发现扩散系数越小,弛豫时间越长对应的非晶形成能力越强。在热力学方面,通过比对各个热力学参量,发现熔化熵与非晶形成有较强的关联,即熔化熵越低,非晶形成能力越强。
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