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铜基块状非晶的制备和腐蚀性能的研究

岳武  
【摘要】:本文用水冷铜坩埚悬浮熔炼法在气氛保护下熔炼名义成分(原子百分比)为Cu_(50)Zr_(42)Al_8和Cu_(47)Ti_(34)Zr_(11)Ni_8的两种母合金,利用铜模吸铸法获得直径为φ4mm的棒状合金试样。X射线衍(XRD)分析表明Cu_(50)Zr_(42)Al_8合金为非晶,差示扫描量热曲线(DSC)表明该合金的玻璃转变温度T_g、晶化温度T_x、相温度T_l分别为733K、778K和1173K,过冷液相区宽度AT(AT=T_x-T_g)为45K,表明该合金具有高的非晶形成能力。 通过对工业电炉加热方式的对比,自行设计、制造了一台可用于制备块状非晶的热型连铸装置-真空连铸炉;该炉采用感应加热方式和下引连铸方式,使用高频电源加热,加热时电压最大可达8KV,炉内气压可根据要求调节,调节范围在0.2×10~5Pa~1.6×10~5Pa之间,在该设备中连铸直径为φ4~10mm的棒状试样;对影响热型连铸过程的重要工艺参数进行确定;在拉铸速度v为1.8mm/s、型口温度1178K、冷却距离为9mm和冷却流量为2.6L/rain的条件下制备出一段长为8mm、直径为φ4mm的Cu_(50)Zr_(42)Al_8试样,X射线衍射(XRD)分析表明该合金为晶体。 对Cu_(50)Zr_(42)Al_8和Cu_(47)Ti_(34)Zr_(11)Ni_8块状非晶试样在3.5%NaCl水溶液中进行耐腐蚀性试验,腐蚀速度、微观形貌、极化曲线和阻抗谱等结果表明非晶合金Cu_(47)Ti_(34)Zr_(11)Ni_8的耐腐蚀性要优于非晶合金Cu_(50)Zr_(42)Al_8,元素Ti、Ni是形成这种差别的主要因素。通过添加微量元素Cr和Ni,讨论了(Cu_(50)Zr_(42)Al_8)_(100-x)(Cr_2Ni)_2(x=0,1,2,3,4)的非晶形成能力和热稳定性,对非晶合金Cu_(50)Zr_(42)Al_8和(Cu_(50)Zr_(42)Al_8)_(98)(Cr_2Ni)_2的试样全浸泡120小时后进行腐蚀速度的测定和微观形貌观察,结果表明添加微量元素Cr和Ni可提高Cu_(50)Zr_(42)Al_8在3.5%NaCl水溶液中的耐腐蚀性。


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