Cu基大塊非晶中添加元素對非晶形成能力及耐蝕性影響機理研究.pdf

1、大塊非晶合金具有長程無序的獨特結構，使其具有許多優(yōu)于晶態(tài)金屬合金的性能。文中綜述了非晶合金的研究發(fā)展現(xiàn)狀、性能特點及其應用。在諸多金屬-金屬體系的大塊非晶研究中，有望作為結構材料的Cu基大塊非晶合金，備受人們關注，從電子理論層次研究其非晶形成能力和耐蝕性的影響機理還較少，本文從電子層次對這兩方面進行研究對非晶的制備和應用具有十分重要的指導意義。
　　 文中利用分子動力學方法模擬1500K溫度下Cu-Al合金結構液相，然后以100

2、K/次降溫，當溫度降低到300K時，雙體分布函數(shù)第二波峰出現(xiàn)明顯雙峰狀態(tài)，標志著Cu-Al合金非晶態(tài)已經(jīng)形成。利用計算機編程建立非晶和非晶表面模型：非晶模型是通過Cu-Al非晶加Cu-M(Zr、Nb、Ta、V、Y、Sc)二十面體團簇形成Cu-Al-M非晶，將二十面體團簇平移到非晶表面構造出Cu-Al-M非晶表面模型，在非晶表面模型上加吸附氧原子構造成Cu-Al-M-O非晶表面模型。在非晶模型中選取一個二十面體團簇作為研究對象，運用實空間

3、連分數(shù)遞歸方法(Recursion方法)研究了添加Nb、Ta、V、Y、Sc等元素對Cu基大塊非晶合金非晶形成能力和耐蝕性的影響。研究結果發(fā)現(xiàn)：
　　 一、在Cu大塊非晶二十面體團簇中添加Nb、Ta、V、Y、Sc等元素容易占據(jù)Zr原子位置，不容易取代Cu原子位置；
　　 二、通過添加元素與近鄰Cu鍵級積分的計算，發(fā)現(xiàn)添加稀土元素Y可提高Cu基大塊非晶的非晶形成能力，而添加Nb、Ta、V、Sc會降低其形成能力，其中Sc的影響

4、較??；
　　 三、通過添加元素改變費米能級的計算，發(fā)現(xiàn)添加稀土元素Y可以使Cu基大塊非晶容易鈍化，提高其耐蝕性，而添加Nb、Ta、V、Sc則會降低；
　　 四、通過添加元素引起環(huán)境敏感鑲嵌能變化的計算，發(fā)現(xiàn)添加元素Zr、Nb、Ta、V、Sc不向清潔氧的Cu基非晶表面偏聚，但向氧吸附表面偏聚，這些元素在表面形成氧化膜提高非晶的耐蝕性。稀土元素Y既不向清潔表面也不向氧吸附表面偏聚，Y提高Cu基非晶耐蝕性的可能是由于向合金與氧