影響非晶形成能力因素及判據(jù)的研究.pdf

1、探求具有較大玻璃形成能力的熱穩(wěn)定性的合金體系，制備出大尺寸的塊體非晶材料一直是研究工作者的目標(biāo)和夙愿。由于塊體非晶合金具有多組元和成分敏感特性目前還沒有一個通用的可定量化的判據(jù)來確定塊體非晶合金的成分區(qū)間，只能定性地根據(jù)經(jīng)驗規(guī)律來探索非晶合金成分，從而使得在大塊非晶的尺寸及新體系的發(fā)現(xiàn)上，都沒有突破性的進展。因此，尋找具有較大玻璃形成能力的非晶合金成分是制備大塊非晶的關(guān)鍵。本文從影響非晶形成能力的因素出發(fā)，對電子濃度、原子尺寸、混合焓和

2、混合熵等四個因素進行了詳細的分析和討論，得出AH和AS是兩個最重要的影響因素。在許多表征非晶形成能力的參數(shù)中，只有臨界冷卻速率與這兩個因素都有關(guān)系。本文計算了Cu基合金的臨界冷卻速率，并對計算R<,C>的公式進行了修正，利用修正后的公式計算Cu基和Pd基大塊非晶臨界冷卻速率R<,C><'*>，預(yù)測了能形成大塊非晶的Cu-Ti-Si和Pd-Cu-Si合金成分范圍。 論文的主要工作包括以下幾個方面：(1)從影響非晶形成能力的電子濃度

3、、原子尺寸、混合焓和混合熵等因素出發(fā)，以Zr-Al-Co合金系為例，作線性擬合分析，發(fā)現(xiàn)這些因素分別與非晶的熱力學(xué)參數(shù)T<,1>、T<,X>、T<,a>、△H+RT<,m>和T<,g>/T<,m>等成良好的線性關(guān)系。(2)全面考慮影響非晶形成能力的電子濃度、原子尺寸、混合焓和混合熵等因素，作多元回歸分析，發(fā)現(xiàn)可以建立線性模型，通過回歸分析對比，可以簡化這些模型并且分離出△H和△Si這兩個最重要的影響因素。(3)通過恰當(dāng)?shù)奶幚?，可以計算C

4、u基六元合金系的△G，用△G值計算出Cu基六元合金系的臨界冷卻速率R。，并對計算R<,C>。的公式進行了修正，把常數(shù)Z修正為Z<'*>，把用Z<'*>計算多組元合金系的臨界冷卻速率記為R<,C><'*>。(4)利用修正后的公式計算Cu基大塊非晶臨界冷卻速率R<,C><'*>，并用R<,C><'*>和R<,rg>作圖對比，用R<,C><'*>和)γ作圖對比，用R<,C><'*>和D<,max>作圖對比，這些圖都顯示了用修正后的公式計算出來

5、的R<,C><'*>是可靠的。(5)設(shè)Cu-Ti-Si合金系成分為Cu<,1-x-y>Zi<,x>Si<,y>，利用修正后的公式計算它們的臨界冷卻速率R<,C><'*>。(6)形成大塊非晶的臨界冷卻速率為10<'3>K/s，利用修正后的公式預(yù)測了能形成大塊非晶Cu-Ti-Si合金成分范圍。(7)利用修正后的公式計算Pd基大塊非晶臨界冷卻速率R<,C><'*>，并用R<,C><'*>和T<,rg>作圖對比，這個圖也都顯示了用修正后的公式計