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《哈尔滨工业大学》 2010年
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Co元素对Fe基块体非晶合金玻璃形成能力影响的作用机理

吕云卓  
【摘要】: 适量Co元素的添加显著提高了Fe基块体非晶合金的玻璃形成能力,含有7%Co的Fe基块体非晶合金(Fe_(41)Co_7Cr_(15)Mo_(14)C_(15)B_6Y_2 )的玻璃形成能力显著高于其它合金成份(Fe_(48-x)Co_xCr_(15)Mo_(14)C_(15)B_6Y_2 (x=0,3,5和9) ),并且可以制得目前世界上尺寸最大(直径为16 mm)的块体非晶合金棒。本文主要从动力学、原子和电子结构等层面入手,深入研究了Co元素对于Fe-Co-Cr-Mo-C-B-Y块体非晶合金玻璃形成能力的作用机理。 动力学因素研究表明,Fe基块体非晶合金在Co含量为7%时自由体积数目最少,形成的铁基非晶合金“最密实”,使得原子扩散困难,抑制了晶化现象的产生,且Fe基块体非晶合金在Co含量为7%时的“结构迟豫中心”数目最少,这些“结构迟豫中心”是引起非晶合金原子移动的“特殊缺陷”,“结构迟豫中心”数目越少,非晶合金的原子产生粘性流动越困难,抑制非晶合金晶化,使液态合金在冷却过程中有充足的时间转变为非晶态,从而提高非晶合金的玻璃形成能力。 电子结构因素研究表明,Co含量为7%时,合金的电导率最小,说明该合金的局域化价电子数目相对最多,因而在非晶合金内的方向键最强,较强的方向键使原子之间结合更牢固,阻碍了原子的重新排列,抑制了晶化的产生,使得Co含量为7%时的铁基块体非晶合金的玻璃形成能力最强。 原子结构因素研究表明,Co含量为7%的Fe基块体非晶合金有相对较高程度的中程序以及短程序,其局域有序度最强,这是该成分具有高玻璃形成能力的一个重要原因。当Co含量为7%的时候,合金的Fe/Cr/Mo与C/B之间的平均配位数达到最小值。配位数的变化表征了拓扑结构的转变,这个拓扑转变过程会释放非晶合金的内应力,使拓扑结构变得更加稳定,从而提高了非晶合金的玻璃形成能力。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TG139.8

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