鐵基非晶納米晶復(fù)合材料的熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)分析.pdf

1、本文利用單輥旋淬及電弧熔煉吸鑄法制備出Fe66Ni1Al5Ga2P9.65B7.6Si3C5.75薄帶狀非晶合金，采用預(yù)退火，深冷及冷熱結(jié)合的預(yù)處理方式對(duì)鐵基非晶合金進(jìn)行處理，通過XRD、DSC檢測(cè)，研究不同預(yù)退火溫度，不同深冷時(shí)間，不同循環(huán)處理方式對(duì)非晶合金的結(jié)構(gòu)弛豫、晶化量、晶化析出相的生長(zhǎng)速率和晶化析出相種類及熱力學(xué)參數(shù)的影響。
　　晶化動(dòng)力學(xué)研究表明:淬態(tài)和經(jīng)不同預(yù)處理方式處理后的樣品都具有典型的非晶漫散射峰，仍保持非晶態(tài)

2、結(jié)構(gòu);經(jīng)475K，30min預(yù)退火處理和72小時(shí)深冷處理后的樣品XRD圖譜在2θ=33～38°左右的位置上出現(xiàn)了一明顯的預(yù)鋒，說明在此預(yù)處理過程中非晶內(nèi)部伴隨著結(jié)構(gòu)弛豫。在晶化退火后，淬態(tài)樣品析出了α-Fe固溶體相、Fe2P化合物兩相，平均晶粒尺寸為25.65nm;經(jīng)不同溫度預(yù)退火處理樣品B、C、D的晶化XRD圖譜上均出現(xiàn)了新相Fe3P;晶化析出相的平均尺寸分別為22.20nm、18.53nm、19.22nm。且經(jīng)預(yù)退火處理后的晶化樣品

3、的晶化量比淬態(tài)樣品均有了較大的增長(zhǎng);生成速率明顯比淬態(tài)的晶體生長(zhǎng)快，隨退火溫度的升高，晶化量也不斷的增大，晶體的生成速率也隨之增大。經(jīng)不同時(shí)間深冷處理后的晶化樣品的XRD圖譜上均出現(xiàn)了新的衍射峰，分別為Fe3P、Ni3P、AlNi3C0.5;經(jīng)不同時(shí)間深冷處理后的晶化樣品E、F、G的平均晶粒尺寸分別為25.93nm、26.87nm、31.42nm。晶粒尺寸隨深冷時(shí)間的增長(zhǎng)而變大，尤其深冷72h后晶化所得的晶粒尺寸變化明顯。經(jīng)深冷處理后的

4、晶化樣品的晶體量較淬態(tài)樣比較，明顯減少，生成速率明顯降低;隨深冷時(shí)間的延長(zhǎng)，晶體量、生成速率均略微減小。預(yù)退火循環(huán)熱處理、深冷循環(huán)處理和冷熱結(jié)合預(yù)處理后的淬態(tài)樣品經(jīng)晶化退火處理后析出相的種類明顯增多，其中經(jīng)冷熱結(jié)合預(yù)處理的樣品晶化后析出相的種類最多，主要有α-Fe、Fe2P、AlNi3C0.5、Ni2P、Fe3P、Fe3C(Al、Si)、FexBy;經(jīng)循環(huán)預(yù)處理后晶化樣品的晶化量均有大幅度的增加，其中經(jīng)冷熱結(jié)合循環(huán)處理的樣品晶化量最大，

5、晶體生成速率基本保持不變。
　　晶化熱力學(xué)研究表明:經(jīng)預(yù)退火后的晶化樣品的玻璃轉(zhuǎn)變溫度Tg、晶化開始溫度Tx晶化結(jié)束溫度Tp均有所降低，整個(gè)非晶的晶化階段均有所提前;隨著退火溫度的升高，Tg、Tx、Tp也有減小的趨勢(shì);經(jīng)深冷處理后的晶化樣品的Tg的變化沒有明顯的規(guī)律，隨深冷時(shí)間的延長(zhǎng)，Tx、 Tp均呈現(xiàn)出增大的趨勢(shì);循環(huán)處理后Tg、Tx及Tp都有不同程度的減小，但經(jīng)深冷循環(huán)處理后樣品的晶化結(jié)束溫度卻增加了。
　　根據(jù)推導(dǎo)析出