銅基非晶合金的制備及腐蝕行為研究.pdf

1、　　銅基非晶合金具有優(yōu)異的機(jī)械性能且成本低廉,有望成為重要的工程結(jié)構(gòu)材料。在工程領(lǐng)域中,材料的耐腐蝕性是工程材料最重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)之一,目前對(duì)銅基非晶合金腐蝕行為的研究相對(duì)較少,因此研究銅基非晶合金的腐蝕行為無論在理論上還是實(shí)際中都具有十分重要的意義。
　　本文首先利用銅模噴鑄法和單輥甩帶法分別制備名義成分為Cu55-xHf40Al5Nbx (x=0, 2.5, 5, 7.5)、Cu52.5Hf40Al7.5、Cu50Hf45Al

2、5的棒狀和帶狀試樣,并利用掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射分析(XRD)、差示掃描量熱分析(DSC)、腐蝕失重法、電化學(xué)方法分析研究了 Nb元素的添加對(duì)非晶合金的結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性、腐蝕行為及腐蝕形貌的影響。
　　XRD相成分分析,結(jié)果表明,制備的合金為完全的非晶態(tài)。用差熱分析技術(shù)研究了耐蝕元素Nb對(duì)銅基非晶合金熱穩(wěn)定性的影響,Cu55Hf40Al5與Cu50Hf45Al5的過冷液相區(qū)(ΔTx)分別為96 K、91 K,具有很大

3、的過冷液相區(qū),表現(xiàn)出很高的熱穩(wěn)定性；其中Cu55-xHf40Al5Nbx (x=0, 2.5, 5, 7.5)合金隨著x值的不斷增加,ΔTx由96 K減小到58 K,過冷液相區(qū)的值雖下降明顯,但仍大于50K,仍具有較高的熱穩(wěn)定性,表明Nb元素的添加一定程度上降低了非晶合金的熱穩(wěn)定性。
　　利用腐蝕失重法和電化學(xué)方法評(píng)價(jià)了Cu55-xHf40Al5Nbx (x=0, 2.5, 5, 7.5)和Cu50Hf45Al5非晶合金在1 N

4、 HCl、3 mass%NaCl和1 N H2SO4溶液中的腐蝕行為。在HCl和NaCl溶液中,隨著Nb元素加入量的增加,非晶合金的腐蝕速率逐漸減小,表明Nb元素的添加能有效提高非晶合金的耐蝕性；各成分非晶合金在H2SO4溶液中無質(zhì)量損失,均表現(xiàn)出很好的耐蝕性。動(dòng)電位極化曲線顯示,在HCl和NaCl溶液中,隨著Nb元素加入量的增加,非晶合金的腐蝕電位逐漸正移,腐蝕電流密度不斷降低,耐蝕性不斷增強(qiáng)；而在H2SO4溶液中,各成分非晶合金均發(fā)

5、生了鈍化,且鈍化電流密度隨著 Nb 元素添加量的增加也逐漸降低,表明Nb元素的添加進(jìn)一步提高了非晶合金的耐蝕性。
　　同時(shí),針對(duì) Hf、Al 元素在氫氟酸溶液中選擇性溶解的特點(diǎn),利用脫合金腐蝕的方法研究了Cu52.5Hf40Al7.5和Cu52.5Hf40Al5Nb2.5非晶條帶在氫氟酸溶液中的腐蝕行為。分別研究了氫氟酸溶液濃度、脫合金腐蝕時(shí)間、微量耐蝕性元素Nb的添加對(duì)試樣腐蝕形貌的影響,確定了制備典型納米多孔銅結(jié)構(gòu)的制備工藝