Nd基非晶合金形成能力及性能研究.pdf

1、自從A.Inoue于1996首次在Nd-Fe-Al三元體系中制備出具有高非晶形成能力的Nd基非晶合金以來，Nd基塊狀非晶合金由于良好的力學(xué)性能和優(yōu)異的磁性能而得到大量的關(guān)注。但是，迄今為止，研究者僅是從熱力學(xué)的角度對Nd基非晶合金的形成能力進(jìn)行了研究，缺乏從微觀結(jié)構(gòu)的角度對Nd基非晶合金形成能力的理解和描述。
　　本論文工作試圖從微觀結(jié)構(gòu)的角度，利用團(tuán)簇去理解和設(shè)計(jì)具有大形成能力的Nd基非晶合金成分。本文首先系統(tǒng)的研究了Nd-M（

2、M=Fe，Ni，Co，Cu，Zn和Al）等二元體系中的團(tuán)簇，通過團(tuán)簇加密堆積模型比對團(tuán)簇和相應(yīng)二元相圖中的共晶點(diǎn)成分，最終選取Nd-Ni二元團(tuán)簇作為Nd基二元團(tuán)簇中的代表團(tuán)簇加以研究。
　　依據(jù)團(tuán)簇加粘結(jié)原子模型，Nd-Ni二元體系中富Nd的深共晶點(diǎn)成分Nd81Ni19、Nd73Ni27和Nd65Ni35可以分別表達(dá)為:[Ni-Nd9](Ni)1，[Ni-Ni2Nd7](Nd)1和[Ni-Ni2Nd7](Ni)1。通過改變粘結(jié)原子

3、和利用相似元素替代的方法，最終在Nd基四元成分和五元成分中獲得了具有高非晶形成能力的成分。其中，四元Nd基成分Nd63.64Cu18.18Ni9.09Al9.09可以利用銅模澆鑄法形成5mm的非晶棒材。五元Nd基成分Nd50La13.64Cu18.18Ni9.09Al9.09可以利用銅模澆鑄法形成6mm的非晶棒材。
　　相似元素Cu和La分別取代團(tuán)簇殼層中Ni原子和Nd原子，體系的形成能力隨之增強(qiáng)。從結(jié)構(gòu)的角度上來說，團(tuán)簇殼層的拓

4、撲密堆積程度的增加是引起體系形成能力增強(qiáng)的原因。
　　從熱力學(xué)混合焓和混合熵的角度看，2Cu原子取代團(tuán)簇Ni-Ni2Nd7殼層上的Ni原子后，體系的△Hmix的值從-31.8 kJ/mol增大了-25.3kJ/mol，幅度為20.4％，體系的混合熵的值也同時(shí)增大16.0％，這是體系的非晶形成能力增大的原因;1.5個(gè)La原子替代團(tuán)簇Ni-Cu2Nd7殼層上的Nd原子后，體系的△Smix極大地增大了，從熱力學(xué)混合熵的角度看，這是相似原