Fe基非晶放電等離子燒結(jié)的界面增強(qiáng)效應(yīng)研究.pdf

1、在眾多的非晶合金體系中，鐵基非晶合金是最早開(kāi)發(fā)的和極具商業(yè)應(yīng)用價(jià)值的合金材料之一。Fe基非晶合金（Bulk metallic glass,BMG）是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最強(qiáng)、最硬、最軟（過(guò)冷液相溫區(qū)超塑性）、最韌、最彈的金屬結(jié)構(gòu)材料，由于高的磁導(dǎo)率和低的矯頑力而具有突出的軟磁性能，兼具良好的抗氧化、抗腐蝕性能。在磁性功能材料方面，F(xiàn)e基非晶合金正在取代傳統(tǒng)的硅鋼片、坡莫合金和鐵氧體成為變壓器鐵芯、互感器、傳感器等器件的首選材料；在結(jié)構(gòu)工程材料

2、領(lǐng)域同樣顯示了廣闊的應(yīng)用前景。雖然塊體非晶合金具有優(yōu)越的物理性能、化學(xué)性能及力學(xué)性能，然而低的玻璃形成能力，難以制備大尺寸非晶合金塊體，極大的限制了他們的工程應(yīng)用前景。因此，探索突破BMG臨界尺寸的制備方法顯得尤為迫切。
　　放電等離子燒結(jié)是一種極具前景的大尺寸BMG制備技術(shù)。本文中，自行設(shè)計(jì)了放電等離子燒結(jié)實(shí)時(shí)采集裝置，精密采集樣品上下端面電流電壓，為后續(xù)試驗(yàn)做準(zhǔn)備。采用放電等離子燒結(jié)技術(shù)，選用FeCoSiBNi非晶微米粉末，利

3、用放電等離子燒結(jié)微區(qū)瞬時(shí)放電特性，在2:9占空比、500℃燒結(jié)溫度的燒結(jié)參數(shù)下制備具有良好界面結(jié)合的大塊鐵基非晶合金。以燒結(jié)過(guò)程中小占空比的SPS放電增強(qiáng)效應(yīng)機(jī)制為研究切入點(diǎn)，解析小占空比條件下，非晶合金的界面結(jié)合與晶化動(dòng)力學(xué)競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的協(xié)調(diào)機(jī)制。借助于自行設(shè)計(jì)的樣品上下端面電流電壓實(shí)時(shí)在線精密檢測(cè)裝置，獲得非晶合金粉末不同占空比下，實(shí)時(shí)電壓與界面結(jié)合的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在小占空比的條件下，樣品的非晶特性保持良好，且界面結(jié)合處燒結(jié)頸部形

4、成更多更明顯，燒結(jié)更加致密，界面結(jié)合更加緊密。
　　此外，利用放電等離子燒結(jié)的瞬時(shí)微區(qū)放電增強(qiáng)效應(yīng)特性，固結(jié)表面組裝Zn0.5Ni0.5Fe2O4無(wú)機(jī)納米粉米的Fe76Si9B10P5非晶合金粉末，在487℃燒結(jié)參數(shù)下，制備塊體大尺寸微納米組裝的非晶合金/無(wú)機(jī)納米（Fe76Si9B10P5/Zn0.5Ni0.5Fe2O4）復(fù)合材料。分析結(jié)果表明：塊體非晶復(fù)合材料保持了其原有的非晶特性，并且具有良好的界面結(jié)合。無(wú)機(jī)納米粉末的添加量在

5、SPS過(guò)程中起到關(guān)鍵的調(diào)控放電間隙的作用，促進(jìn)了居于區(qū)域的加熱和冷卻速度，進(jìn)而改變非晶合金燒結(jié)的動(dòng)力學(xué)條件。
　　本文搭建了放電等離子燒結(jié)實(shí)時(shí)采集裝置，測(cè)試出了放電等離子燒結(jié)過(guò)程中樣品兩端實(shí)時(shí)電壓的變化，充分說(shuō)明小的脈沖占空比下能夠提供較大的瞬時(shí)能量作用于非晶合金粉末的燒結(jié)，為制備大塊非晶合金提供了一種可行性方法。利用放電等離子燒結(jié)技術(shù)的局域微區(qū)瞬時(shí)放電特性，固結(jié)表面包覆鐵氧體納米粉末的氣霧化鐵基金屬玻璃粉末，制備塊體大尺寸微納米