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Al基非晶态合金具有高强度(断裂强度可达1000Mpa以上),并保持良好的韧性,是一种极具应用前景的工程结构材料,近年来备受国内外研究人员的关注。由于该类材料在制备过程中需要高的冷却速率,因而其非晶形成能力有限,多以条带或粉末状样品存在,直到2009年,制备出直径为1mm的铝基金属玻璃棒材,因而,开展该类合金体系玻璃形成能力研究具有重要的科学意义与实用价值。 对于Al-Co-RE(RE=Y,La,Ce,Pr,Er)合金体系,通过Miracle的拓扑密堆理论和团簇理论进行成分设计,并对计算得到的成分合金进行铜模浇铸楔形样品和单辊熔体快速冷却制备非晶条带,采用XRD,DSC和,SEM和TEM等分析手段对其非晶形成能力及Al-Co-Ce初晶晶化行为进行分析,为制备出更高玻璃形成能力的Al基非晶态合金提供理论和实验依据。 实验结果表明在Al-Co-RE(RE=Y,La,Ce,Pr,Er)的合金系中,楔形浇铸下得到的最大非晶厚度成分为Al87Co8Y5合金,厚度为425.3μm,是目前国际报道的最强玻璃形成能力的Al-Co-Y成分。Al87Co8Y5具有玻璃转变温度,其它的RE无明显的玻璃转变。单辊熔体快速凝固下制备Al-Co-Ce非晶条带,非晶形成能力最好的成分为Al87Co8Ce5,辊速大于10m/s时,制备的条带均为非晶结构。条带随退火温度的升高,α-Al纳米晶的体积分数降低,晶粒尺寸增大,形貌由近球形转为不规则的形状。Al87Co8Ce5非晶合金的晶化过程为:Am(非晶)→Am+α-Al→Am+α-Al+Al9Co2→α-Al+Al9Co2+Al11Ce3。