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《ti40zr25ni8cu9be18非晶合金的晶化行为研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、Ti40Zr25Ni8Cu9Be18非晶合金的晶化行为研究第36卷2007矩第7期7月稀有金属材料与工程RAREMETAL～L1ERSANDENGD咂ERING,,0l-36.No.7July2007Ti4oZr25Ni8Cu9Be18非晶合金的晶化行为研究梅金娜,李金山,寇宏超,邢力谦,傅恒志,周廉,2(1.西北工业大学,陕西西安710072)(2.西北有色金属研究院,陕西西安710016)摘要:采用吸铸法制备出直径3mm的Ti4oZr25Ni8Cu9Bel8块体非晶合金,并采用x射线衍射(XRD),差示扫描量热(DSC)和透射电镜(TEM)研究了非晶合金试样的
2、结构,同时,分别采用连续升温晶化方法和等温退火方法研究了该非晶合金的晶化动力学行为和晶化过程中的相转变.结果表明:该非晶合金的结构弛豫和晶化行为均具有显着的动力学特征,且具有较好的热稳定性,其过冷液相区宽度△为54K,一级晶化激活能l为2l3.04kJ/mol;晶化过程为二级晶化反应,第1阶段晶化对应,相从非晶基体中析出,第2阶段的晶化反应则包括:,相转变为Laves相和Laves相从残余非晶基体中直接析出.关键词:Ti基非晶合金;块体非晶合金;热稳定性:晶化;相转变中图法分类号:TG146.23文献标识码:A文章编号:1002—185X(2007)07—1215
3、—041引言块体非晶合金不仅具有高强度,低模量,耐腐蚀等一系列优良的性能,而且还成为发展块体纳米材料的有效途径,因此已成为国际材料领域研究的热点之--[】.在诸多非晶合金体系中,Ti基非晶合金除具有上述优异的性能外,还因其低密度,低成本受到越来越多的重视引.近年来,在对Ti.Zr—Nit¨】,Ti—Ni—Cu[,Ti—Cu—Ni—Sn[刚,Ti.Ni—Cu.AI[等合金系深入研究的基础上,Y.C.Kim开发出Ti4oZr25Ni8一Cu9Be18非晶合金,其直径已接近8mm,成为目前非晶形成能力最好的Ti基合金之一[1引.然而,与发展较为成熟的Zr基非晶合金相比,
4、加热过程中Ti基非晶合金的晶化行为研究还鲜有报道.不同加热速率下非晶合金的吸热和放热反应与玻璃转变,结晶过程直接相关,研究非晶合金晶化行为对于深入了解非晶形成能力,亚稳相的热稳定性,过冷液相区形核和长大机制,并利用晶化过程控制组织,获得高性能材料具有重要的作用[1引.因此,本实验利用铜模吸铸法获得Ti4ozr25Ni8Cu9Be18块体非晶合金,并研究连续加热过程中该非晶合金的晶化动力学行为和相转变特征.2实验方法将Ti(纯度为99.5%),Zr(纯度为99.6%),Ni(纯度为99.99%),Cu(纯度为99.99%),Be(纯度为99.9%)按名义成分Ti4o
5、Zr25Ni8CugBel8配制合金,并在气保护下,采用高真空电弧熔炼及吸铸设备制备成直径3mill的棒状试样,采用线切割将其切成3mm×2mm的试样用于后续分析用.采用XRD(PHILIPSX'PertPro,CuKa)和HRTEM(JEM一3010)确定试样的微结构.并采用DSC(NETZSCHDSC404C,Al2O3坩埚,升温速率0.17～0.67K/s)测定其非晶晶化转变热力学参数并研究其晶化动力学行为.等温退火实验是将3mm×2mm试样置于真空度为100Pa的石英管中,分别在632和827K温度下等温退火5min,退火后试样立即采用冰水淬火,直至试样完
6、全冷却为止,并采用XRD判定其退火后的晶体状态.3分析与讨论铸态Ti40zr25Ni8Cu9Bel8合金的x射线衍射图谱如图1所示.可以看出,除在20=-32.～45.有一个宽大的衍射馒头峰外,没有出现其它非常明显的晶体衍射峰,这种宽大的馒头峰是典型的非晶x射线衍射特征,表明其铸态合金为完全的非晶态结构[2….图2是铸态Ti40Z25Ni8Cu9Bel8合金的HRTEM及收稿日期:2006-06-28基金项目:国防基础研究项目(A2720060295);教育部新世纪优秀人才支持计划(521020301);航天科技创新基金,西工大科技创新基金(2005K06-G2)
7、和英才培养计划资助作者简介:梅金娜,女,1981年生,博士研究生,西北工业大学凝固技术国家重点实验室,陕西西安710072,电话:029—88493484,E-mail:jinna.mei@e.ujr-grenoble.丘稀有金属材料与工程第36卷SADP照片.从中可以看出,其选区电子衍射花样为漫散的衍射环,没有明显的结晶相对应的衍射斑点.但仔细观察HRTEM图像,可看到非晶基体上存在一些1-3llnl尺度的旋转结构和平行结构短程序.文献[21-24】表明,zr52.5Cu17.9Ni14.l1oTi5和Ti4oZr29Ni8Cu9Be14等非晶合金中也存在类似的
8、短程有序结
