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CuZrTi系块体非晶合金的制备及部分性能研究

仇在宏  
【摘要】:本文采用铜模吸铸工艺成功制备了一系列的CuZrTi系块体非晶合金,采用X射线衍射仪(XRD)、示差扫描量热分析仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、显微硬度计以及压缩实验等测试了Cu_(60-x)Zr_(30)Ti_(10)M_x、Cu_(60-x)Zr_(20)Ti_(20)M_x(M=Mg、Mo、Mn、Sn或Al)块体非晶合金的结构、热学性能和力学性能。并分析了少量合金元素对CuZrTi系合金玻璃形成能力及部分性能的影响。论文的主要工作包括以下几个方面: (1)通过添加合金元素替换Cu的方法,分别探讨了不同族合金元素,不同含量合金元素以及同族不同周期合金元素对CuZrTi系合金玻璃形成能力的影响: 在能够制得3~4mm的块体非晶合金Cu_(60)Zr_(30)Ti_(10)中添加少量合金元素,能够制得直径为3mm的Cu_(58)Zr_(30)Ti_(10)M_2(M=Mg,Al,Sn)非晶合金;直径2mm的Cu_(58)Zr_(30)Zi_(10)Mo_2非晶合金;当Mo、Sn、Al的含量≥3%时,难以制备出直径3mm的完全非晶态合金; 在仅能形成非晶薄带的Cu_(60)Zr_(20)Ti_(20)合金中添加少量合金元素Mo替代Cu,成功制得直径3mm的Cu_(58)Zr_(20)Ti_(20)Mo_2非晶合金;当Mo含量为1%,直径2mm的试样为晶态合金;当Mo含量提高到3%时,直径3mm的合金试样中以非晶相为主,同时存在少量的晶态相;而当Mo含量为4%时,直径3mm的Cu_(56)Zr_(20)Ti_(20)Mo_4合金试样则为完全晶态合金。 (2)块体非晶试样在升温速率为20℃/min时的DSC热分析结果表明: 对Cu_(58)Zr_(30)Ti_(10)M_2(M=Mg,Mo,Al,Sn)块体非晶合金,连续升温过程表现为两级晶化行为,玻璃转变温度Tg在420℃以上;合金元素Mg,Mo,Al对Cu_(60)Zr_(30)Ti_(10)合金的热力学参数影响不明显,而添加少量的Sn元素后,Tg、Tx和Tpl均向高温区移动,当Sn含量为1%时,过冷液相区ΔTx由41.2℃增加到53.3℃;该系列非晶合金均显示出较高的玻璃形成能力及良好的热稳定性。 对Cu_(58)Zr_(20)Ti_(20)Mo_2块体非晶,在连续升温过程中同样表现为两级晶化行为,玻璃转变温度Tg为422.6℃、起始晶化温度Tx为453.4℃、峰值晶化温度Tpl、


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