大块非晶的性能与制备2.ppt

大块非晶的性能与制备 施秀娟 2003216354 大块非晶合金的性能 一、力学性能 高拉伸强度 图1 不同材料杨氏模量与 拉伸强度的关系图 如图7表示不同成分的A、B、C的 －T曲线，其中， 第一温区（20K）， ； 第二温区（20～80K）， ； 第三温区， 图7 非晶合金的电阻率 与温度T的关系图 大块非晶的形成原理 大块非晶的制备一、大块非晶成型 非晶粉成型 在晶化温度以下加压使非晶粉末发生流动变形以获得完全的密实化；在晶化温度以下利用粉末之间的相互剪切作用破坏颗粒表面可能形成的氧化膜,从而使粉末相互之间弥合. 研究表明,该工艺可使粉末完全弥合,将成形后的大块非晶样品进行拉伸试验,几乎在断面的各处都获得了韧窝状的断口形貌,固结成形后的试样的机械性能与通过直接浇注获得的大块非晶试样的性能几乎完全一致。 高压复压法 将非晶条带酸洗后无序地堆放在高强模具中,在室温下以约200 MPa 的压力压实一定时间。然后将样品连同模具置于真空热压系统中,在693～783 K下加高压并保压一定时间,随后冷却至室温降压,可制备规格为 /10 mm 4mm的棒状大块非晶,该法适合于制备镍基非晶态合金。 大块非晶的直接凝固法制备 直接凝固法是先将母合金熔配均匀,然后采用快冷的方式使合金液在短时间内急冷成形,该法的主要优点是制备简便、制备周期短,但是所制备的合金的尺寸在很大程度上受合金非晶形成能力的限制。 　压力铸造法 选择具有宽的过冷液相区和大的玻璃形成能力的多元合金, 先将母合金装入有感应圈加热的模腔内, 需在几毫秒内将熔融合金压入水冷铜模, 压模速率与铸造压力均达到较高值, 因热流增大和模壁/熔体界面传热系数增大而达到较高冷速。 压力的作用分为两个方面,一是对生核的影响,压力使物质收缩,原子间隙减小,使得原子更易进行浓度涨落形成一定临界尺寸的原子团,即生核。另一方面,压力抑制扩散,限制原子的扩散与重排,有利于得到非晶。加压使熔体在冷却时更易得到非晶。 该法的冷却速度不太高,宜于制备非晶形成能力强的合金。 水淬法 选择 TX 很大的四～ 五元合金，如 Zr2Al2Cu2Ni , Pd2Cu2Ni2P20 (RC在10K/s 以下)等。将母合金置于真空石英管中熔化后直接淬于水中,可制得球状的大块非晶态合金。得到的的非晶合金具有较大尺寸, 其表面具有白亮色的金属光泽。该法的冷却速度不太大,只适于制备非晶形成能力较强的合金。 落管技术 将合金锭的表层氧化皮去除后放于落管顶部的带喷嘴的石英坩埚内, 用纯净的氮气将整个落管系统清洗后,再抽真空。使用加热炉将合金加热熔化,然后将熔态合金分散成液滴使之自由下落,下落样品由位于落管底部的装有冷却剂的容器收集。落管可消除坩埚壁的非均质形核, 抑制晶化相形成。落管内调节不同气压即改变冷速使熔体滴由对流及辐射散热而达到一定冷速,达到合金的RC值即可发生玻璃化转变。用落管技术已成功地制备出了Cu2Zr ,Pd2Ni2P ,Zr2Ti2Ni2Cu2Be等非晶态合金。 自蔓延反应合成法 王存山等人选取锆、铝、镍、铜元素粉末作为合成材料,按一定的配比混制成粉末混合体。将混合粉末压制成规格为/ 80 mm ×7 mm ,相对密度为55 %的粉末压坯。将压坯置于充氩气的反应容器内,采用连续CO2 激光器在压坯一端点火,引发自蔓延反应。该合成产物主要由非晶及Zr3Al2 和Zr2Cu 两种类型的金属间化合物所组成,该法是制备非晶态复合材料的可行的方法,该法的另一优点是产品近净成型,容易进入实用化和工业化生产。 助熔剂法 将合金置于熔融硅管中,通过表面侵蚀和热循环处理,可大幅度地减少非均匀形核核心位置,从而避免非均匀形核,使得在制取非晶时,冷却速度可大幅度地降低。Pd40Ni40 P20甚至在1. 4 KPs 的冷却速度下也能制得非晶。将B2O3 熔剂加入到石英管中,可以制得 /72 mm 的大块Pd40Cu30Ni10 P20非晶。 射流成型法 其原理简图见图8 ，将母合金置于底部具有 / 0.08～0. 5 mm的小孔的石英管中,带有不同孔径型腔的铜模置于石英管下面。采用中频感应炉加热熔化母合金,整个装置放在一个密闭的真空系统中,真空度为1. 33 ×10 -