Al-TM-Ce合金微結(jié)構(gòu)演化及影響因素的研究.pdf

1、本文主要采用X射線衍射、透射電鏡和示差掃描熱分析等分析方法,選擇具有準(zhǔn)晶形成Al-Fe基合金和具有典型失穩(wěn)分解特征的Al-Zn基合金為主要研究對(duì)象,對(duì)鋁基非晶合金中微觀機(jī)構(gòu)以及微觀結(jié)構(gòu)的演化進(jìn)行了研究.通過(guò)對(duì)Al-Fe-Ce非晶合金和Al-Zn-Ce非晶合金的比較研究,分析了Al-TM-Ce(TM=Fe、Ni、Zn)非晶合金中的二十面體對(duì)非晶合金的形成和微觀結(jié)構(gòu)的影響,并對(duì)非晶合金的形成機(jī)理作了初步探討,對(duì)非晶合金晶化過(guò)程中出現(xiàn)的相選擇

2、現(xiàn)象進(jìn)行了研究.同時(shí)還對(duì)非晶合金中預(yù)峰所對(duì)應(yīng)的化學(xué)短程序結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及對(duì)穩(wěn)定性的影響因素作了相應(yīng)的研究.Al-Zn-Ce非晶合金在晶化過(guò)程中存在復(fù)雜的相選擇行為.結(jié)果表明在Al<,83>Zn<,10>Ce<,7>非晶合金中Al相優(yōu)先于其它金屬間化合物形核生長(zhǎng),金屬間化合物Al<,2>ZnCe<,2>可以與Al相競(jìng)爭(zhēng)形核,并且可以伴隨Al相的長(zhǎng)大而長(zhǎng)大.Al晶粒相的存在有利于金屬間化合物Al<,2>ZnCe<,2>的形核與生長(zhǎng),金屬間化

3、合物Al<,2>ZnCe<,2>的形核與生長(zhǎng)優(yōu)先于二元化合物Al<,11>Ce<,3>.Al-Zn-Ce合金中存在強(qiáng)烈的化學(xué)短程序.XRD和DSC顯示這種強(qiáng)烈的化學(xué)短程序在熔體的快速冷凝過(guò)程中具有強(qiáng)烈的結(jié)晶析出趨勢(shì),同時(shí)由于化學(xué)短程序的存在使得合金處于局域平衡狀態(tài),有利于非晶相的形成.Al-Fe-Ce非晶合金中存在二十面體準(zhǔn)晶相核,并且可以通過(guò)等溫晶化成長(zhǎng)為二十面體準(zhǔn)晶顆粒.二十面體準(zhǔn)晶核均勻彌散分布在Al-Fe-Ce非晶合金的非晶基體

4、中.鋁基非晶合金的非晶形成機(jī)制可以理解為:快速冷凝過(guò)程中,二十面體短程序由于在合金中因?yàn)檩^易形成,所以先于其它相的形成.穩(wěn)定的二十面體短程序不利于其它成分的重新分布,并可導(dǎo)致非晶鋁相的過(guò)剩.合金中的Ce元素通過(guò)對(duì)過(guò)冷液體到二十面體相的相轉(zhuǎn)變過(guò)程的抑制可以提高合金的非晶形成能力,因此,Al-Fe-Ce合金中的二十面體化學(xué)短程序的數(shù)目對(duì)非晶合金的非晶形成能力和穩(wěn)定性有重要的影響.Al<,90>Ni<,5>Ce<,5>和Al<,90>Fe<,