新型鈷基塊體金屬玻璃的制備與性能研究.pdf

1、本文研究了Co<,48>Cr<,15>Mo<,14>C<,15>B<,6>RE<,2>(RE=Y，Gd，Er)金屬玻璃棒的GFA和熱穩(wěn)定性、室溫下的力學(xué)斷裂行為及磁性能；并運(yùn)用差示掃描量熱法(DSC)研究了Co<,48>Cr<,15>Mo<,14>C<,15>B<,6>Er<,2>塊體金屬玻璃在不同冷卻速率下的非等溫晶化動(dòng)力學(xué)和磁性能。 在研究合金的玻璃形成能力時(shí)發(fā)現(xiàn)，Co<,48>Cr<,15>Mo<,14>C<,15>B<,

2、6>RE<,2>(RE=Y，Gd，Er)金屬玻璃的△T<,x>分別為85.4K、83.2K、89.3K，玻璃形成能力大小順序?yàn)镃o<,48>Cr<,15>Mo<,14>C<,15>B<,6>Gd<,2>Cr<,15>Mo<,14>C<,15>B<,6>Y<,2>Cr<,15>Mo<,14>C<,15>B<,6>Er<,2>，說(shuō)明Co<,48>Cr<,15>Mo<,14>C<,15>B<,6>Er<,2>金

3、屬玻璃具有最高的GFA和熱穩(wěn)定性。利用△T<,x>、δ值比利用T<,rg>、γ值能更好的反映該合金體系的GFA。Co<,48>Cr<,15>Mo<,14>C<,15>B<,6>Er<,2>塊體金屬玻璃更接近共晶點(diǎn)成分，具有合理的尺寸配比、較大的負(fù)混合熱和大的電負(fù)性。 在研究Co<,48>Cr<,15>Mo<,14>C<,15>B<,6>BE<,2>(RE=Y，Gd，Er)塊體金屬玻璃壓縮斷裂行為時(shí)，Co<,48>Cr<,15>M

4、o<,14>C<,15>B<,6>Y<,2>金屬玻璃的顯微硬度值最高為Hv1345，其次為Co<,48>Cr<,15>Mo<,14>C<,15>B<,6>Er<,2>金屬玻璃，壓縮斷裂強(qiáng)度值也符合顯微硬度的規(guī)律；三種試樣斷裂前應(yīng)力-應(yīng)變整體上均具有較好的線性關(guān)系，并且不存在塑性變形階段，斷裂角接近0°，斷口形貌均出現(xiàn)明顯的片層撕裂組織或臺(tái)階形貌，為典型的脆性斷裂。原因可能就是由于塊體非晶試樣中含有微量的淬火硬質(zhì)相、氧化物等雜質(zhì)、澆鑄時(shí)形

5、成的微氣孔缺陷等引起的。同時(shí)測(cè)定了Co<,48>Cr<,15>Mo<,14>C<,15>B<,6>RE<,2>(RE=Y，Gd，Er)金屬玻璃的磁性能，它們的矯頑力分別為：264.940e、260.70e、408.760e，均屬于半硬磁性材料，矯頑力H<,c>和飽和磁化強(qiáng)度M<,s>均隨著所添加稀土金屬元素的原子序數(shù)的增加而先減小后增加。 在研究冷卻速率對(duì)Co<,48>Cr<,15>Mo<,14>C<,15>B<,6>Er<,2

6、>金屬玻璃的非等溫晶化動(dòng)力學(xué)及磁性能的影響時(shí)，差示掃描量熱法(D S C)非等溫實(shí)驗(yàn)表明：三種Co<,48>Cr<,15>Mo<,14>C<,15>B<,6>RE<,2>(RE=Y，Gd，Er)塊體金屬玻璃的非等溫DSC曲線只出現(xiàn)一個(gè)放熱峰且兩側(cè)不對(duì)稱，表明加熱速率對(duì)DSC曲線的形狀、晶化激活能和晶化模型都有很大的影響。利用Kissinger法和Ozawa法分別計(jì)算了不同冷卻速率下的Co<,48>Cr<,15>Mo<,14>C<,15>

7、B<,6>Er<,2>金屬玻璃棒的晶化激活能。經(jīng)計(jì)算，由Kissinger方程所得直徑2，5，7mm金屬玻璃的晶化激活能E。分別為481.58kJ/mol、450.92kJ/mol、406.74kJ/mol：由Ozawa方程所得直徑2，5，7mm金屬玻璃的晶化激活能E。分別為472.71 kJ/mol、443.5 8kJ/mol、427.15 kJ/mol。每一種方法中所求得的晶化激活能均不相同，說(shuō)明了冷卻速率對(duì)金屬玻璃Co<,48>C

8、r<,15>Mo<,14>C<,15>B<,6>Er<,2>的晶化激活能有很大的影響，用Flvnn-Wall-Ozawa(FWO)方法研究非等溫晶化體積百分?jǐn)?shù)x與局域激活能E<,c>(x)之間的關(guān)系時(shí)也發(fā)現(xiàn)了同樣的結(jié)果。并通過(guò)Surinach擬合得出不同冷卻速率下的Co<,48>Cr<,15>Mo<,14>C<,15>B<,6>Er<,2>金屬玻璃的非等溫晶化動(dòng)力學(xué)機(jī)理均是由NGG模型和JMA模型構(gòu)成的。這兩種模型相互獨(dú)立，晶化初期，J

9、MA模型表現(xiàn)得比較明顯，Avrami指數(shù)n一開(kāi)始分別從4下降到1.32、從3.5下降到1.2和從3.35下降到1.25，晶粒長(zhǎng)大機(jī)制由最初的受界面控制的三維生長(zhǎng)方式轉(zhuǎn)變?yōu)槭軘U(kuò)散控制的三維生長(zhǎng)方式，且形核率增加程度降低。當(dāng)三種金屬玻璃晶化體積達(dá)到21～34％左右時(shí)，晶化機(jī)理模型變?yōu)镹GG模型，模型指數(shù)m接近0.5，晶化過(guò)程主要是由NGG模型完成的。在測(cè)定直徑2，5，7mm的Co<,48>Cr<,15>Mo<,14>C<,15>B<,6>E