鋯基塊體非晶復(fù)合材料的制備及力學(xué)性能研究.pdf

1、目前,大塊非晶制備技術(shù)、非晶形成能力、熱穩(wěn)定性、力學(xué)性能以及控制這些性能的因素的研究,己越來越受到人們的重視,這不僅是理論研究的需要,而且也是應(yīng)用研究的需要,特別是大塊非晶復(fù)合材料的應(yīng)用研究,將使非晶成為工程應(yīng)用上一種不可多得的材料。本文圍繞大塊非晶及大塊非晶復(fù)合材料的制備技術(shù)、形成能力和力學(xué)性能,開展了如下研究:
　　 1.采用磁懸浮熔煉-銅模吸鑄法制備出直徑Φ=3mm塊體合金(Zr0.60Ni0.22Al0.18)94Ti6

2、、(Zr0.60Ni0.22Al0.18)96Fe4,并對(duì)合金試樣進(jìn)行半固態(tài)處理。
　　 2.利用X射線衍射分析研究了半固態(tài)處理對(duì)非晶形成能力的影響,通過SEM、EDS等檢測(cè)手段研究了半固態(tài)處理對(duì)合金微觀組織的影響。利用DSC分析了半固態(tài)處理對(duì)非晶熱穩(wěn)定性的影響。經(jīng)過半固態(tài)處理非晶合金中析出晶體相,提高了非晶形成時(shí)的臨界冷卻速率,同時(shí)通過減小非晶合金的過冷液相區(qū)的大小,降低了非晶合金的熱穩(wěn)定性。
　　 3.壓縮力學(xué)性能及

3、斷口形貌分析表明,半固態(tài)處理對(duì)非晶合金的力學(xué)性能起著至關(guān)重要的作用。相對(duì)于完全非晶合金而言,大塊非晶基復(fù)合材料(Zr0.60Ni0.22Al0.18)94Ti6和(Zr0.60Ni0.22Al0.18)96Fe4中晶體相的存在阻止了單一剪切帶的擴(kuò)展,誘發(fā)了更多剪切帶的形成,從而使得材料的塑性變形能力有了較大的提高。而復(fù)合材料(Zr0.60Ni0.22Al0.18)96Fe4的枝晶相體積分?jǐn)?shù)較高且晶粒尺寸較大從而導(dǎo)致其脆性斷裂。塊體非晶基

4、復(fù)合材料的力學(xué)性能的改變與其獨(dú)特的組織結(jié)構(gòu)有關(guān)。
　　 4.采用銅模吸鑄法制備出了(Zr0.71Fe0.15Cu0.14)100-x(Si)x和(Zr0.71Fe0.15Cu0.14)100-x(AlNi)x塊體非晶復(fù)合材料。利用X-射線衍射儀(XRD),掃描電子顯微鏡(SEM)等手段,研究了NiAl和Si含量對(duì)合金的組織以及力學(xué)性能的影響。通過合理地控制合金的成分和加工條件,可在非晶基體上生成具有優(yōu)異性能的晶體相和更加完善的組