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Cu基大块非晶玻璃转变热力学与动力学研究

闫元  
【摘要】: 本文采用铜模吹铸和单辊急冷技术制Cu基非晶合金组织;通过X射线衍射、热分析等手段测试了样品的结构特征以及晶化过程,得出了玻璃转变温度等特征参数;运用三点压弯式粘度仪测得了非晶合金样品在过冷液相区的粘度;研究了Cu基非晶合金的粘度行为、动力学脆性.利用DSC(DTA)差热分析实验获得的样品Cu45Zr42.55Al9Y3的热力学各相变点温度,通过交点法获得理想玻璃转变温度,即Kauzmann温度TK,与由粘度曲线获得的TVFT温度进行比较,得出非晶合金玻璃形成液热力学与动力学存在联系。 我们是用交点法,利用不同加热速率的DSC实验数据求得Kauzmann温度TK,与VFT拟合得到的动力学玻璃转变温度对照,证明Cu45Zr42.55Al9Y3.45大块非晶合金玻璃转变热力学与动力学是否存在联系。同时我们与Cu51Hf41Al8玻璃转变行为进行类比,验证了二者的关联度确实与过冷液的强弱有关。 我们计算出Cu51Hf41Al8的脆性参数为22.7,Cu45Zr42.55Al9Y3.45的脆性参数为37.21,Cu51Hf41Al8的玻璃形成液强于后者。Cu51Hf41Al8的TK/T0值为1.36而Cu45Zr42.55Al9Y3.45的TK/T0值为1.36,结果表明较强的玻璃形成液它的玻璃转变热力学与动力学的关联性较弱。Cu45Zr42.55Al9Y3.45大块非晶合金动力学脆性为37.21属于强液体.Cu45Zr42.55Al9Y3.45大块非晶合金动力学玻璃转变温度T0为500.6,理想玻璃转变温度TK为526. TK/T0 =1.05。Cu45Zr42.55Al9Y3.45大块非晶合金玻璃转变热力学与动力学存在相关性。研究表明,随着强度参数D的增大,TK/T0的值也在增大。也就表明TK=T0这一连接热力学与动力学关联性的桥梁并非对所有玻璃形成液都成立。TK偏离于T0是液体中短程键序结构所致。较强液的行为特征也是短程键序结构的增加而引起的。至于TK/T0为什么与D呈现这种正相关性还有待我们进一步研究。


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