微合金化對Ce基非晶合金熱穩(wěn)定性影響及納米力學(xué)行為研究.pdf

1、Ce基非晶合金作為一種新型非晶合金,具有低于100℃的玻璃轉(zhuǎn)化溫度,并且在室溫下的強(qiáng)度與超高強(qiáng)度的鎂鋁合金相近,而當(dāng)溫度達(dá)到100℃時,又表現(xiàn)出超塑性,又因保持金屬特性亦被稱為金屬塑料。其具有潛在的應(yīng)用前景和重要的研究價值,是研究合金熱穩(wěn)定、玻璃轉(zhuǎn)變及室溫變形的理想模型材料。
　　本文研究的主要內(nèi)容有:首先在Ce-Al-Cu三元合金體系中,微量添加 Fe、Co元素,用銅模鑄造法制備出 Ce70Al10Cu20、Ce69Al10Cu

2、20Co1、Ce69Al10Cu20Fe1、Ce68Al10Cu20Fe1Co1非晶合金,利用XRD、DSC、納米壓痕等主要測試方法,研究微量元素添加對 Ce基非晶合金熱穩(wěn)定性及室溫變形行為的影響。選用Ce69Al10Cu20Co1在333K下退火不同時間與在不同溫度下退火1h,討論不同退火工藝對 Ce基非晶合金的熱穩(wěn)定性和室溫變形行為的影響,用有限元分析軟件模擬鑄態(tài) Ce69Al10Cu20Co1非晶合金的壓痕過程,分析 Ce基非晶合

3、金在壓痕過程中應(yīng)力分布及變形行為。
　　利用XRD、DSC、納米壓痕等對四種非晶合金測試,比較發(fā)現(xiàn)微量元素 Fe、Co添加后,能夠顯著提高 Ce基非晶合金的形成能力及熱穩(wěn)定性,其模量和硬度也均有提高,而且同等添加1％Co比添加 Fe更能提高 Ce基非晶合金的熱穩(wěn)定性和致密度。利用DSC在不同加熱速率下測試,可以看到 Ce基非晶合金玻璃轉(zhuǎn)變和晶化出現(xiàn)了明顯的動力學(xué)特征,玻璃轉(zhuǎn)變符合 VFT方程擬合,晶化動力學(xué)符合 Kissinger

4、方程擬合。通過對蠕變-時間曲線擬合,四種 Ce非晶合金蠕變-時間曲線與EVEN五組元吻合的比較好,并由 EVEN擬合出來的參數(shù)得到了四種非晶合金延遲譜。
　　通過對鑄態(tài) Ce69Al10Cu20Co1非晶合金進(jìn)行不同退火工藝處理,測試結(jié)果表明,在玻璃轉(zhuǎn)變以下333K等溫退火 Ce基非晶合金仍為非晶結(jié)構(gòu),且隨著退火時間的增加,熱穩(wěn)定性降低,合金的自由體積和缺陷濃度逐漸減少,致密度增加。在玻璃轉(zhuǎn)化溫度以上退火1h時,Ce基非晶合金中便