鋯基非晶及其復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、本文主要研究了，Zr-Ni-Cu三元體系共晶點附近合金成分的非晶形成能力及其性能，以及Al、Ti元素添加對Zr基非晶合金的形成能力及其力學(xué)性能的影響，還研究了冷卻速率對Zr基非晶合金力學(xué)性能的影響。實驗采用磁懸浮-銅模吸鑄法制備了直徑為3mm的Zr67Ni18Cu15、Zr63Ni20Cu17、Zr60Ni21Cu19、Zr56Ni22Cu22、(Zr0.67Ni0.18Cu0.15)100-xAlx(x=0、2、4、6、8、10)和(

2、Zr0.603Ni0.162Cu0.135Al0.10)100-xTix(x=0、1、3、5)合金；并且用同樣的方法制備了直徑分別為3mm、4mm、6mm的階梯型(Zr0.67Ni0.18Cu0.15)100.xAlx(x=8、10)和(Zr0.603Ni0.162Cu0.135Al0.10)100-xTix(x=1、3、5)合金。用XRD對試樣進行結(jié)構(gòu)分析，利用萬能試驗機及掃描電鏡(SEM)對試樣進行壓縮試驗和斷口形貌分析，用維氏硬度

3、儀對試樣進行顯微硬度分析，用電化學(xué)工作站測試試樣的極化曲線。
　　 研究表明：對于Zr-Ni-Cu三元體系的合金Zr67Ni18Cu15為晶體材料，其他成分的合金為非晶復(fù)合材料，而且壓縮斷裂強度和耐腐性隨著Zr元素含量的降低，Ni、Cu元素含量的升高而增強。
　　 對于(Zr0.67Ni0.18Cu0.15)100-xAlx(x=0、2、4、6、8、10)合金，當x=10時合金為非晶態(tài)材料，其它成分的合金為晶體材料或者有

4、晶體析出的非晶復(fù)合材料。當x=10時非晶合金的壓縮斷裂強度和塑性以及硬度都是相對較高的，其斷裂強度達到1775MPa，塑性變形達到2.02％，硬度值達到781HV。對于(Zr0.603Ni0.162Cu0.135A10.10)100-xTix(x=0、1、3、5)合金，當x=5時獲得了直徑為3mm的大塊非晶，其斷裂強度也是最高的達到1790MPa，而塑性變形最大的是當x=3時的非晶復(fù)合材料，其值達到2.91％。并對(Zr0.603Ni0

5、.162Cu0.135Al0.10)100-xTix(x=0、1、3、5)進行了電化學(xué)腐蝕實驗，得出Ti元素含量增加的過程中合金的耐腐蝕性能先降低后增強。
　　 對不同直徑的階梯型試樣進行了XRD分析和室溫壓縮實驗以及顯微硬度分析得出：Al元素含量在10％時和Ti元素含量為5％時，直徑為3mm的合金試樣為非晶態(tài)合金，其它成分的不同直徑的試樣為晶體材料或者非晶復(fù)合材料。合金的壓縮斷裂強度和硬度隨著直徑的增大而降低，3mm和4mm的