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1、摘要AI．TM．RE系非晶合金形成及其晶化行為的研究含．Al量超過85at．％的A1基非晶合金具有強度高和韌性好的優(yōu)點，在部分晶化形成納米fee．A1彌散強化非晶基復合材料后強度更是高達1500MPa以上，是迄今為止比強度最高的金屬材料。但已有的Al基非晶合金由于非晶形成能力(GFA)低，只能通過快速凝固形成非晶薄帶、粉末或箔片，使其實際應(yīng)用受到很大制約。為此，提高A1基非晶合金的GFA和深入理解其晶化行為成為材料科學界亟待解決的課題。本文利用X射線衍射儀(Ⅺm)和差示掃描量熱儀(DSC)分析了合金成分、元素置換、Zr和微量Ti／B加入對A1．Ni．La非晶合金形成及晶化行為的影響，獲得
2、了下述主要研究成果：在A1．Ni．La合金中，La}=l',Ni更有利于提高GFA。Ce、Y部分置換La和少量Zr置換A185Ni6RE9合金中的RE基本不改變GFA，過量Cu、Co置換Ni和微量Ti／B的加入(特別是Ti)降低GFA。A1．Ni．La非晶合金晶化時具有四種不同類型的初生相，分別為單獨fee—AI、fee—AI+bcc-(AINi)llLa3一like、fee—AI+bcc-(AINi)llLa3一like+MPl(未知亞穩(wěn)相)和單獨MPl，其中初生相為單獨fee．AI的合金最大La含量不超過5％，高溶質(zhì)含量(特別是高La含量)促進亞穩(wěn)相的析出。Cu置換Ni和zr的加入促
3、進fee．A1的析出，Co置換Ni或增加I也原子半徑與含量促進亞穩(wěn)相的析出，Ce、Y部分置換La和微量Ti／B的加入對初生相影響不大。在元素含量變化或置換過程中，對于原子半徑大于Al的元素，影響初生相類型的主要因素是原子的擴散速度；對于原子半徑小于Al的元素，主要因素則是平衡態(tài)時原子在Al中的最大固溶度品戤。原子擴散速度越快或原子在砧中的Sn戤越大，fee．A1越易析出，反之亞穩(wěn)相越易析出。上海交通大學工學博士論文高溶質(zhì)含量(特別是高La含量)提高A1．Ni．La非晶合金的熱穩(wěn)定性。Co置換Ni顯著提高熱穩(wěn)定性，Ce、Y部分置換La署i3微量Ti／B的加入(特別是Ti)均稍微提高熱穩(wěn)定性
4、，Cu置換Ni顯著降低熱穩(wěn)定性，Zr與Co一起置換A185Ni6RE9合金中的RE則更顯著提高熱穩(wěn)定性。所考察的四系列合金(AIsTNi6RE7、A185Ni6RE9、AlasNi6RE7C02和A185Ni6RE5C02Zr2)熱穩(wěn)定性在RE從La變化為Ce時基本保持不變，接著當RE經(jīng)Nd向Y變化時逐漸降低。礎(chǔ)基非晶合金的熱穩(wěn)定性通?？捎删哂凶钚∪苜|(zhì)含量的富A1金屬間化合物的熔點％結(jié)合原子間混合熱出了mlx來解釋，％越大或卸僅越負，熱穩(wěn)定性越高。AI．TM-RE和A1．Ni．Cu(Co)．La合金的晶化開始溫度疋1對參數(shù)萬(=∑C：Lj+以。毛。燦，式中，q和‰i分別為第種溶質(zhì)原子的相
5、對原子百分含量和形成富A1金屬間化合物的熔點，c：。和％’A1分別為溶劑原子A1的剩余原子百分含量和熔點)均呈現(xiàn)較好的直線關(guān)系。A1．Ni．La非晶合金在指定加熱速率時的熱穩(wěn)定性低于塊體非晶合金，但卻具有更好的長期熱穩(wěn)定性。適量Cu、Co置換Ni和Ce、Y部分置換La提高長期熱穩(wěn)定性，Zr的加入、RE類型與含量對A1．Ni-RE合金長期熱穩(wěn)定性的影響較復雜，微量Ti／B的加入不提高長期熱穩(wěn)定性。高溶質(zhì)含量(特別是高La含量)促進Al—Ni．La非晶合金玻璃轉(zhuǎn)變的出現(xiàn)和過冷液相區(qū)的穩(wěn)定。Co置換Ni和Y部分置換La增強玻璃轉(zhuǎn)變，Cu置換Ni減弱玻璃轉(zhuǎn)變，Ce部分置換La不影響玻璃轉(zhuǎn)變，Zr
6、與Co一起置換A185Ni6RE9合金中的RE更顯著增強玻璃轉(zhuǎn)變。所考察的四系列合金中，只有A185Ni6RE9和A185Ni6RE5C02Zr2合金的過冷液相區(qū)寬度△足按La、Ce、Nd和Y的次序逐漸增大，且后者的遞增趨勢更明顯。Al基非晶合金的玻璃轉(zhuǎn)變可由溶質(zhì)原子與溶劑原子Al間的電負性差值越1Ⅳ結(jié)合原子間混合熱儼來解釋，世掰越小或出了mⅨ越負，△瓦越大。A1．Ni-La合金的玻璃轉(zhuǎn)變根據(jù)與電負性差值有關(guān)的參數(shù)痧(=∑c；[AENil，式中，Ci和△E?V；分別為第種溶質(zhì)原子的原子百分含量和電負性差值)、非晶形成焓廚0螄和萬的大小均可分為兩個區(qū)域，即出現(xiàn)玻璃轉(zhuǎn)變的合金對應(yīng)有拉0．05
7、16、摘要A礦。加≤．1O．23kJ／mol和送_566．5。A1-NioLa非晶合金第一晶化反應(yīng)的表觀激活能島l與初生相類型有密切關(guān)系，表現(xiàn)為共晶型晶化大于初晶型晶化，且析出相越多，尾，越大。Ce、Y部分置換La使磊1先提高后基本保持不變，微量Ti／B的加入基本不改變邑l’Cu、Co置換Ni分別使El降低或先提高后降低。Zr置換A185Ni6RE9合金中的RE后的歷l變化依賴于RE的類型。在所考察的四系列合金中，A187Ni6RE
