Cu-Zr-Ti系Cu基块体非晶合金的形成和成分优化

摘要

利用与团簇相关的变电子浓度判据研究了过渡金属Cu-Zr-Ti系中Cu基块体非晶合金的形成区域和成分特征.据此判据在Cu-Zr-Ti系相图中确定出三条特殊的成分线,(Cu9/13Zr4/13)100-xTix,(Cu0.618Zr0.382)100-xTix和(Cu0.56Zr0.44)100-xTix.其中,Cu9Zr4,Cu61.8Zr38.2和Cu56Zr44为Cu-Zr二元相图中特殊的团簇结构成分.在这三条线上设计合金成分,并利用铜模吸铸法制备直径为3 mm合金棒.X射线衍射和透射电子显微分析表明:沿这三条成分线分别在Ti含量为x=7.5%-15%,x=7.5%-12.5%和x=5%-12%的成分区间内形成了块体非晶.热分析实验进一步表明这些块体非晶合金均具有较高的热力学参数Tg,Tx,Tg/Tl,和γ值,且每个系列非晶合金的Tg,Tx,Ts/Tl,和γ值均随合金中Ti含量增加而单调下降.其中,(Cu9/13Zr4/13)100-xTix系列中Cu64Zr28.5Ti7.5非晶合金具有最高的热力学参数值,最高的硬度以及最大的晶化激活能,其值为Tg=736 K,Tx=769K,Tg/Tl=0.627,γ=0.403,Hv=6.74GPa,△E=3.88eV;皆优于已报道的参考成分Cu60Zr30Ti10.