Zr基大块非晶合金弛豫和晶化过程研究

摘要

非晶金属合金作为一种新型材料,不仅具有很高的强度、韧性、耐磨性和耐蚀性,还表现出优良的软磁性、超导特性、低磁损耗等特点,已经在电子、机械、化工等行业得到广泛应用,还将随着理论研究的深入而不断扩大其应用范围.因此,大块非晶合金的制备也成为近年来研究的热点.非晶合金的很多优异性能会随着晶化消失,部分晶化又会产生新的有用的微结构,而弛豫对于非晶合金的玻璃态转变和晶化有着非常重要的影响,该文通过研究非晶合金的弛豫和晶化过程期望对制备大块非晶合金起到一定的指导作用.文中选取具有很强的非晶形成能力和晶化热稳定性的Zr-A1-Ni-Cu合金系作为研究对象,采用差示扫描量热仪(DSC),动态热机械分析仪(DMA),X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜等研究了大块非晶合金的弛豫及晶化过程.文中研究了低于T<,g>温度的弛豫过程对非晶合金稳定性的影响,实验表明573K弛豫态Zr<,62>A<,18>Ni<,13>Cu<,17>非晶合金连续加热玻璃态转变激活能高于淬态样品,且等温加热晶化孕育期长于淬态样品,推断Zr<,62>A<,18>Ni<,13>Cu<,17>低于T<,g>温度的弛豫过程形成的原子稳定团簇不同于晶化后的原子结构,此弛豫过程抑制非晶晶化;通过分析动载荷对晶化过程的影响,得出外加动载荷缩短晶化孕育期,促进非晶晶化;文中还比较了DMA和DSC测非晶相转变过程的敏感性,得出DMA曲线对于相结构的转变较DSC曲线更为敏感,它还可以标定发生在玻璃态转变之前的β转变和γ转变;此外,通过研究加载频率和载荷大小对非晶弛豫和晶化的影响,得出结论降低加载频率会导致存储模量下降,促进非晶晶化,且加载频率及载荷的大小影响析出晶粒的形状及尺寸.

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1非晶合金

1.1.1非晶合金的发展史

1.1.2大块非晶合金形成能力及特性

1.1.3非晶合金的物理性能及应用前景

1.2非晶合金的结构弛豫

1.2.1结构弛豫理论的一般模型

1.2.2从短程序的角度研究结构弛豫

1.2.3金属玻璃结构弛豫的基本计算公式

1.2.4结构弛豫中物理量的变化

1.3非晶合金的晶化

1.3.1晶化途径

1.3.2晶化热力学

1.3.3晶化动力学

1.4结构弛豫对晶化的影响

1.5本课题的内容和意义

参考文献

2实验材料与实验方法

2.1实验材料的制备

2.2实验设备及原理

2.2.1差示扫描量热分析仪及其原理

2.2.2动态热机械分析仪及其原理

2.2.3 X射线衍射仪

2.2.4透射电子显微镜及其原理

参考文献

3低于Tg温度弛豫过程对非晶合金稳定性的影响

3.1前言

3.2连续加热条件下的结构弛豫

3.2.1实验方法和结果

3.2.2结果分析

3.3等温加热条件下的结构弛豫

3.3.1实验方法和结果

3.3.2结果分析

3.4本章结论

参考文献

4动载荷对晶化过程的影响

4.1前言

4.2实验方法和结果

4.3 X射线衍射结果分析

4.4 TEM结果分析

4.5本章结论

参考文献

5比较DMA和DSC测非晶相转变过程的敏感性

5.1前言

5.2实验方法和结果

5.3本章结论

参考文献

6加载频率对弛豫和晶化的影响

6.1前言

6.2实验方法和结果

6.3 TEM结果分析

6.4本章结论

参考文献

7结论与展望

硕士期间论文发表情况

致 谢