幾種液態(tài)金屬熱膨脹行為的研究.pdf

1、自1960年首次發(fā)現(xiàn)Au-Si金屬玻璃以來(lái)，為了了解影響玻璃形成能力的內(nèi)在因素以及探尋大塊金屬玻璃以適用于工業(yè)應(yīng)用，科研工作者們付出了巨大的努力，同時(shí)也提出了一系列的準(zhǔn)則與參數(shù)來(lái)衡量金屬玻璃的形成能力，例如原子堆積密度、Inoue經(jīng)驗(yàn)原則、約化玻璃轉(zhuǎn)變溫度、過(guò)冷液相區(qū)大小和γ參數(shù)等等。然而，到目前為止，只有少數(shù)工作是從合金熔體性質(zhì)方面來(lái)研究影響金屬玻璃形成能力的內(nèi)在因素，主要是由于在高溫時(shí)難以避免金屬樣品的氧化。因此，本文嘗試?yán)肗ET

2、SCH DIL402C熱膨脹儀與自制的樣品架測(cè)量La62Al14Cu24(S-1)和La62Al14(Cu5/6Ag1/6)14Ni5Co5(S-2)（臨界尺寸分別為4mm和＞20mm直徑）以及Zr基金屬玻璃(Zr46Cu46Al8，Zr46(Cu5/6Ag1/6)46Al8和Zr46Cu30.14Ag8.36Al8Be7.5，其臨界尺寸分別為8mm，＞20mm和73 mm）這兩種體系金屬玻璃在高溫液態(tài)時(shí)的膨脹行為與密度變化，以探尋它們

3、與玻璃形成能力之間的關(guān)系。同時(shí)我們也利用這種手段研究了Ga70Bi30在液態(tài)時(shí)的膨脹行為。獲得了以下主要結(jié)論:
　　1)鑭基樣品S-1與S-2在850K至1273K溫度范圍內(nèi)，其長(zhǎng)度變化率與溫度的關(guān)系分別為△LS-1=-3.90×10-3-7.66×10-6T+2.42×10-8T2，△LS-2=-9.80×10-3-7.14×10-6T+2.66×10-8T2。膨脹系數(shù)與溫度的關(guān)系分別為αS-1=4.84×10-8T-7.66×

4、10-6，αS-2=5.32×10-8T-7.14×10-6。密度與溫度的關(guān)系分別為ρS-1=6.10-7.43×10-5T-1.38×10-7T2，ρS-2=6.09-1.62×10-5T-1.49×10-7T2。通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析與討論，在該液態(tài)范圍內(nèi)，樣品S-1的膨脹系數(shù)始終大于而密度始終小于樣品S-2。因此，我們認(rèn)為強(qiáng)金屬玻璃形成能力主要?dú)w因于更為密集的原子堆積以及較小原子運(yùn)動(dòng)能力而導(dǎo)致了較差的原子遷移能力。
　　2)得

5、到三種Zr基金屬玻璃樣品Zr46Cu46Al8、Zr46(Cu5/6Ag1/6)46Al8、Zr46Cu30.14Ag8.36Al8Be7.5非晶固態(tài)時(shí)的膨脹系數(shù)分別為(1.33±0.005)×10-5K-1，(1.145±0.003)×10-5 K-1和(1.164±0.005)×10-5K-1，在晶態(tài)時(shí)的膨脹系數(shù)分別為(0.964±0.005)×10-5K-1，(1.021±0.002)×10-5 K-1，(1.102±0.003)

6、×10-5K-1。并且發(fā)現(xiàn)該方法不能夠測(cè)量Zr基金屬玻璃在高溫液態(tài)時(shí)的熱膨脹性能，可能主要是由于Zr基金屬玻璃與氧化鋁陶瓷的浸潤(rùn)性比較大，造成液態(tài)熔體容易滲出陶瓷樣品架。
　　3)利用此種測(cè)量手段，研究了Ga70Bi30在500K至1300K溫度范圍內(nèi)的膨脹行為。研究結(jié)果表明在500K至560K溫度段內(nèi)，其長(zhǎng)度變化率并不是一條直線，而是一條向上凸起的曲線，這主要是由于在該溫度段內(nèi)，Ga70Bi30并不是單一的液相，而是存在著兩個(gè)不