Cu-Zr基大塊非晶復(fù)合材料的組織與性能研究.pdf

1、Cu-Zr基大塊非晶合金以其低廉的成本,很強(qiáng)的玻璃形成能力以及優(yōu)良的力學(xué)性能逐漸引起人們的關(guān)注。利用真空吸鑄以及水冷銅?？焖倮鋮s工藝,選擇了Cu46Zr46Al8合金為研究對象,通過退火晶化以及添加微量元素手段,開展了含微米晶的非晶復(fù)合材料研究,本文從晶體的形態(tài)、尺寸、以及形成長大過程等方面分析了晶體相對復(fù)合材料性能的影響,并著重研究了Si元素對Cu46Zr46Al8合金玻璃形成能力以及對非晶基體內(nèi)晶體相形態(tài)以及尺寸的影響,進(jìn)而得出不同

2、室溫壓縮性能。主要的結(jié)論如下:
　　 (1)Cu46Zr46Al8非晶淬態(tài)內(nèi)生出的晶體相一般為B2-CuZr相,其間也伴隨有少量的Cu8Zr3,Cu10Zr7,CuZr2等相的析出,在嚴(yán)重晶化的試樣中有共晶組織的生成,嚴(yán)重惡化了非晶材料的性能:室溫壓縮性能由完全非晶的1.752GPa降低到0.841GPa。伴隨第二相周圍生成的共晶組織與非晶基體的界面疏松結(jié)合以及其晶體組織本身較差的力學(xué)性能是導(dǎo)致材料強(qiáng)度大幅度降低的主要因?yàn)椤?b

3、r>　　 (2)在不同的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行了Cu46Zr46Al8非晶的退火晶化研究。在低于玻璃轉(zhuǎn)化溫度下退火,試樣內(nèi)出現(xiàn)細(xì)小球狀的微米晶,隨著退火時(shí)間的延長,球狀微米晶長大為樹枝晶；在過冷液相區(qū)內(nèi)退火,晶化現(xiàn)象與晶核長大會同時(shí)發(fā)生,出現(xiàn)細(xì)小微米晶帶與粗大樹枝晶共存的現(xiàn)象。近球形晶粒對Cu46Zr46Al8非晶復(fù)合材料的強(qiáng)度有一定的提高作用,而有細(xì)長枝晶臂的樹枝晶則在一定程度上降低了材料的強(qiáng)度,但此時(shí)控制試樣斷裂的主要方式仍然為非晶基體的

4、由剪切帶導(dǎo)致的韌性斷裂,然而當(dāng)共晶組織生成時(shí),試樣斷裂方式則完全轉(zhuǎn)化為粉碎性脆性斷裂。
　　 (3)在Cu46Zr46Al8合金中,添加Si使得非晶合金的GFA顯著提高。尤其是當(dāng)Si的加入量為1.5at.％時(shí),Tg,Yx分別達(dá)到735K、807K,且增大了非晶合金的過冷液相區(qū),使ΔT由原來的57.9K增大到72.3K。隨著Si含量的增加,(Cu46Zr46Al8)100-xSix(0