發(fā)表時間:2009-11-14 文章來源:
鋯基非晶
合金作為一種新型的非晶合金系列在近年來引起了人們的廣泛關(guān)注。多組元鋯基非晶合金系列都具有較低的臨界冷卻速度,采用傳統(tǒng)的方法如吸鑄法,水淬法等均可以將其制備成大塊非晶。目前,通過負(fù)壓鑄造法已制備出直徑達(dá)30mm的鋯基大塊非晶合金。鋯基非晶合金的研究主要集中在熱力學(xué)計算、晶化行為、短程和中程有序結(jié)構(gòu)以及性能等幾個方面。鋯基多組元非晶合金由多種常用金屬或類金屬元素組成,其非晶形成的臨界冷卻速度遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)非晶合金,有些已經(jīng)接近于傳統(tǒng)的氧化物玻璃。由于其具有熱穩(wěn)定性高、過冷液相區(qū)寬等諸多特點(diǎn),因此在國際上引起了廣泛重視。
Zr-Cu-Ni非晶合金的研究
從已有的文獻(xiàn)來看,有關(guān)非晶態(tài)Zr-Cu-Ni合金方面的研究極為少見。這可能是由于Cu原子與Ni原子的原子半徑、電負(fù)性等因素相近,添加Ni元素并不滿足非晶形成條件:即多組元合金系統(tǒng)、組分原子半徑差在12%以上,且組元之間具有負(fù)的混合熱。而Cu-Ni原子之間的半徑差僅有3%,Cu-Ni之間的混合熱為4kJ/mol,從而導(dǎo)致對其研究甚少。實際上,通過前期的探索性試驗發(fā)現(xiàn),Ni原子的加入并非只是簡單替代Cu原子。因此,研究Ni原子對Zr-Cu合金晶化過程的影響以及非晶態(tài)Zr-Cu-Ni合金的晶化具有重要的理論意義和實際意義。 Witusiewice等人利用高溫DSC方法測量了液態(tài)Zr-Cu-Ni合金在1565±5K時的偏混合熱與全混合熱。結(jié)果表明,液態(tài)Zr-Cu一合金的全混合熱隨成分的變化先出現(xiàn)一個小小的正值,然后逐漸過渡到一個中等大小的負(fù)值,最后變成一個大的負(fù)值。利用己有的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)對實驗結(jié)果進(jìn)行回歸分析并給出了液態(tài)Zr-Cu-Ni合金的混合熱和混合嫡進(jìn)行了計算,并給出了其非晶形成的成分范圍。Hui等人根據(jù)多組元化學(xué)短程序模型對Zr-Cu-Ni三元合金的玻璃形成能力進(jìn)行了估算。計算結(jié)果表明,當(dāng)Zr、Ni和Cu 的成分分別在62.5~75Zr、5~20Cu和12.5~25Ni時,Zr-Cu-Ni三元合金具有很強(qiáng)的非晶形成能力。Gupta則系統(tǒng)地研究了Zr-Cu-Ni三元合金相圖。這些熱力學(xué)計算結(jié)果對Zr-Cu-Ni合金非晶形成的研究起到了重要的指導(dǎo)作用。同時,也為非晶合金的成分設(shè)計提供了較為可靠的理論依據(jù),為相關(guān)的計算機(jī)模擬提供了必要的理論數(shù)據(jù)。 |