原位反應(yīng)(ZrCuAl)AgY塊體非晶復(fù)合材料的形成與微晶化機(jī)制研究.pdf

1、本文從塊體非晶合金復(fù)合材料的設(shè)計(jì)角度，以Zr46.5Cu46.5Al7為基礎(chǔ)合金，通過添加混合焓較大的兩種摻雜元素Ag和Y，促進(jìn)原位反應(yīng)過程的發(fā)生，從而形成原位析出增強(qiáng)相的Zr42Cu42Al7Ag7Y2塊體非晶復(fù)合材料。
　　通過示差掃描量熱儀（DSC）、掃描電鏡（SEM）、X射線衍射儀（XRD）和透射電鏡（TEM）等手段，對(duì)原位反應(yīng)物的形貌、種類等進(jìn)行了分析；并對(duì)該種塊體非晶復(fù)合材料在過冷液相區(qū)的“微晶化”現(xiàn)象及其成因進(jìn)行了研

2、究。
　　在ZrCuAl三元基礎(chǔ)合金中單獨(dú)添加適量的Ag和Y元素，分別制備了Zr43Cu43Al7Ag7和Zr45.5Cu45.5Al7Y2塊體非晶合金，兩種塊體非晶合金均為完全的非晶合金，沒有形成非晶復(fù)合材料。而同時(shí)添加適量的Ag和Y，制備出的Zr42Cu42Al7Ag7Y2塊體非晶合金，則獲得了塊體非晶復(fù)合材料。通過SEM能譜結(jié)合XRD分析，確定該納米析出相為單一的Ag2Y。
　　以上試驗(yàn)工作，提出一種新的設(shè)計(jì)塊體非晶復(fù)

3、合材料的方法：即選取一種基礎(chǔ)合金，然后選取兩種混合焓較大的元素作為摻雜，使兩者發(fā)生原位反應(yīng)，從而形成非晶基體的復(fù)合材料。
　　對(duì)Zr42Cu42Al7Ag7Y2及Zr43Cu43Al7Ag7合金的室溫壓縮性能進(jìn)行了對(duì)比測(cè)試（考慮到兩者的成分極為接近，都含有相同的Ag，而只是微觀組織不同），發(fā)現(xiàn)前者的抗壓強(qiáng)度明顯高于后者，這主要?dú)w功于前者具有納米級(jí)的析出相。而前者塑性不理想的原因，經(jīng)納米壓痕試驗(yàn)分析，認(rèn)為是由于所析出的第二相過于“脆

4、”。作為一種設(shè)計(jì)非晶復(fù)合材料的方法，今后的工作應(yīng)著眼于尋找能形成較“硬”的第二相的合金摻雜元素。
　　與一般的塊體非晶合金DSC線的光滑、平直不同，在Zr42Cu42Al7Ag7Y2合金DSC曲線的過冷液相區(qū)段，呈現(xiàn)出許多微小放熱峰的現(xiàn)象。此現(xiàn)象在文獻(xiàn)中從未有過報(bào)道，本文采用選取過冷液相區(qū)溫度對(duì)樣品進(jìn)行等溫退火模擬，并結(jié)合TEM分析等手段，對(duì)此進(jìn)行了研究。發(fā)現(xiàn)這種微小放熱峰是由于納米晶相在過冷液相區(qū)溫度發(fā)生長(zhǎng)大、并伴有其他相（Zr