新型Gd-Al基合金的非晶形成能力及性能研究.pdf

1、本文綜合了共晶原則，Miedema半經(jīng)驗?zāi)Ｐ图暗刃г影霃讲詈偷刃щ娯撔圆顏砼袛嘈潞辖鸱蔷纬赡芰??？疾炝薌d-Al基合金組元間共晶關(guān)系，負的混合熱以及原子本征參數(shù)等效原子半徑差和等效電負性差與非晶形成能力間的關(guān)系，探索了電負性差、原子尺寸等原子鍵參數(shù)對非晶形成能力的影響。發(fā)現(xiàn)本文研究的Gd-Al基多元合金共晶點處于Gd-Al深共晶點附近。合金混合熱在-28kJ/mol到-50kJ/mol之間具有比較好的非晶形成能力。等效原子半徑差和等

2、效電負性差分別為0.76-0.86和0.151-0.156之間合金具有良好的非晶形成能力。 采用真空電弧熔煉和銅模吸鑄法制備了Gd-Al基一系列二元、三元、四元和五元合金，用XRD、DSC、DTA和磁熱性能測量儀從微結(jié)構(gòu)、熱分析和磁制冷性能等角度對制備出的合金進行了比較細致的分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Tb替換部分Gd可以顯著提高Gd-Co-Al合金的非晶形成能力；Tb替換部分Gd對Gd-Ni-Al合金的非晶形成能力的影響比較??；研究發(fā)現(xiàn)C

3、o、Ni的相互替換對Gd-Al基合金的非晶形成能力影響非常小，而用Fe替換Co、Ni降低了Gd-Al基合金的非晶形成能力。利用過冷液相區(qū)寬度△Tx、約化玻璃轉(zhuǎn)變溫度Trg和γ參數(shù)，分析了它們的非晶形成能力；利用晶化溫度Tx分析了它們的熱穩(wěn)定性。發(fā)現(xiàn)Gd-Co-Al系和Gd-Ni-Al系大塊非晶合金的過冷液相區(qū)寬度分別在36K-50K和23K-45K之間；約化玻璃轉(zhuǎn)變溫度分別在0.62-0.69和0.64-0.68之間；γ參數(shù)分別在0.3

4、85-0.415和0.395-0.410之間；晶化溫度分別在640K-655K和600K-630K之間。在制備出的一系列大塊非晶合金中Gd31Tb25Co20Al24的過冷液相區(qū)寬度△Tx、約化玻璃轉(zhuǎn)變溫度Trg和γ參數(shù)分別達到47.5K，0.683和0.412，該合金在三維尺寸為5mm時仍然保持完全非晶結(jié)構(gòu)。Gd31Tb25Co20Al24非晶合金具有較好的熱穩(wěn)定性，晶化溫度為652K。測量了四個非晶合金樣品的室溫磁熱性能，其絕熱溫變