Fe基非晶放電等離子燒結的界面增強效應研究.pdf

1、在眾多的非晶合金體系中，鐵基非晶合金是最早開發(fā)的和極具商業(yè)應用價值的合金材料之一。Fe基非晶合金（Bulk metallic glass,BMG）是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最強、最硬、最軟（過冷液相溫區(qū)超塑性）、最韌、最彈的金屬結構材料，由于高的磁導率和低的矯頑力而具有突出的軟磁性能，兼具良好的抗氧化、抗腐蝕性能。在磁性功能材料方面，F(xiàn)e基非晶合金正在取代傳統(tǒng)的硅鋼片、坡莫合金和鐵氧體成為變壓器鐵芯、互感器、傳感器等器件的首選材料；在結構工程材料

2、領域同樣顯示了廣闊的應用前景。雖然塊體非晶合金具有優(yōu)越的物理性能、化學性能及力學性能，然而低的玻璃形成能力，難以制備大尺寸非晶合金塊體，極大的限制了他們的工程應用前景。因此，探索突破BMG臨界尺寸的制備方法顯得尤為迫切。
　　放電等離子燒結是一種極具前景的大尺寸BMG制備技術。本文中，自行設計了放電等離子燒結實時采集裝置，精密采集樣品上下端面電流電壓，為后續(xù)試驗做準備。采用放電等離子燒結技術，選用FeCoSiBNi非晶微米粉末，利

3、用放電等離子燒結微區(qū)瞬時放電特性，在2:9占空比、500℃燒結溫度的燒結參數(shù)下制備具有良好界面結合的大塊鐵基非晶合金。以燒結過程中小占空比的SPS放電增強效應機制為研究切入點，解析小占空比條件下，非晶合金的界面結合與晶化動力學競爭關系的協(xié)調(diào)機制。借助于自行設計的樣品上下端面電流電壓實時在線精密檢測裝置，獲得非晶合金粉末不同占空比下，實時電壓與界面結合的關系。實驗結果表明：在小占空比的條件下，樣品的非晶特性保持良好，且界面結合處燒結頸部形

4、成更多更明顯，燒結更加致密，界面結合更加緊密。
　　此外，利用放電等離子燒結的瞬時微區(qū)放電增強效應特性，固結表面組裝Zn0.5Ni0.5Fe2O4無機納米粉米的Fe76Si9B10P5非晶合金粉末，在487℃燒結參數(shù)下，制備塊體大尺寸微納米組裝的非晶合金/無機納米（Fe76Si9B10P5/Zn0.5Ni0.5Fe2O4）復合材料。分析結果表明：塊體非晶復合材料保持了其原有的非晶特性，并且具有良好的界面結合。無機納米粉末的添加量在

5、SPS過程中起到關鍵的調(diào)控放電間隙的作用，促進了居于區(qū)域的加熱和冷卻速度，進而改變非晶合金燒結的動力學條件。
　　本文搭建了放電等離子燒結實時采集裝置，測試出了放電等離子燒結過程中樣品兩端實時電壓的變化，充分說明小的脈沖占空比下能夠提供較大的瞬時能量作用于非晶合金粉末的燒結，為制備大塊非晶合金提供了一種可行性方法。利用放電等離子燒結技術的局域微區(qū)瞬時放電特性，固結表面包覆鐵氧體納米粉末的氣霧化鐵基金屬玻璃粉末，制備塊體大尺寸微納米