TiZr基非晶合金熔體與TiZrCu合金的潤(rùn)濕行為與界面特征.pdf

1、近年來，Ti基非晶合金的非晶形成能力成功提高到了厘米級(jí)，Ti基塊體非晶也因其高強(qiáng)度、低密度等特性在工程結(jié)構(gòu)材料中有良好的應(yīng)用前景。但是，室溫下塊體非晶極低的塑性卻限制了它的應(yīng)用。通過引入增塑相，制備非晶復(fù)合材料可以有效改善塊體非晶的塑性。最近，對(duì)于非晶復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)可控制備逐漸受到了科研人員的關(guān)注，這對(duì)開發(fā)具有高性能的非晶復(fù)合材料具有重要意義。外加法是一種簡(jiǎn)單并且可控性強(qiáng)的制備復(fù)合材料的方法，而內(nèi)生型非晶復(fù)合材料中的兩相具有十分優(yōu)異的相

2、容性和界面結(jié)合質(zhì)量。本文從基體與第二相的潤(rùn)濕性與固液交互作用出發(fā)，研究了層狀復(fù)合 Ti32.8Zr30.2Ni5.3Cu9Be22.7非晶和與之具有良好相容性的Ti61.5Zr36.4Cu2.1合金的可行性和復(fù)合后材料的微觀結(jié)構(gòu)組成。
　　研究了Ti32.8Zr30.2Ni5.3Cu9Be22.7非晶與Ti61.5Zr36.4Cu2.1合金的潤(rùn)濕行為，二者具有良好的潤(rùn)濕性。連續(xù)升溫過程中潤(rùn)濕角分兩次減小，在750、800和850℃

3、保溫時(shí)，潤(rùn)濕動(dòng)力學(xué)曲線分為快速減小階段和穩(wěn)態(tài)階段。界面上發(fā)生Ti61.5Zr36.4Cu2.1合金的溶解反應(yīng)，固液交界處形成了結(jié)合質(zhì)量很好的原子擴(kuò)散層。非晶合金熔化后，內(nèi)部析出了初級(jí)晶化產(chǎn)物，800℃時(shí)該產(chǎn)物完全消失。因此，制備復(fù)合材料時(shí)需將溫度控制在800℃以上
　　用水淬法制備了液橋樣品來模擬層狀非晶復(fù)合材料的結(jié)合，研究了層狀非晶復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明，在800℃以上制備的復(fù)合材料是由部分Ti61.5Zr36.4Cu2.1合

4、金溶解進(jìn)入非晶層中形成的非晶復(fù)合材料層與剩余Ti61.5Zr36.4Cu2.1合金層組成的?；赥i32.8Zr30.2Ni5.3Cu9Be22.7與Ti61.5Zr36.4Cu2.1間良好化學(xué)成分穩(wěn)定性，非晶復(fù)合材料層由 Ti32.8Zr30.2Ni5.3Cu9Be22.7非晶基體與β-Ti(Zr,Cu)枝晶相組成。一定冷速條件下，Ti32.8Zr30.2Ni5.3Cu9Be22.7熔體對(duì) Ti61.5Zr36.4Cu2.1有一定的溶

5、解度，非晶熔體中Ti61.5Zr36.4Cu2.1的濃度需超過溶解度才能在凝固過程中析出枝晶相。隨保溫時(shí)間延長(zhǎng)，基片溶解反應(yīng)逐漸停止，復(fù)合材料層中的枝晶相分布逐漸均勻。
　　統(tǒng)計(jì)液橋樣品基片的溶解深度，由于 Ti61.5Zr36.4Cu2.1的密度略小于Ti32.8Zr30.2Ni5.3Cu9Be22.7熔體的密度，液橋樣品下基片受到了重力驅(qū)動(dòng)對(duì)流的作用，所以其溶解深度略大于上基片。選擇了一種溶解深度預(yù)測(cè)模型對(duì)基片溶解深度進(jìn)行擬合