块体非晶合金 Zr55Cu30Al10Ni5 结构弛豫的研究

应用同步辐射小角x射线散射和差示扫描量热分析对块体非晶合金Zr55Cu30Al10Ni5结构弛豫进行了研究.实验结果表明:经340℃、不同时间退火后的非晶内部的电子密度涨落随退火时间的延长先增大而后减小;玻璃转变温度附近焓弛豫峰的表观激活能则随退火时间的延长先减小而后增大.结果反映了随退火时间的延长,块体非晶合金内部类液体区不断减少及类固体区不断增加的过程.     

用原位x射线小角散射研究块体非晶合金Zr55Cu30Al10 Ni5的结构弛豫

应用同步辐射x射线小角散射法在原位对块体非晶合金Zr₅₅Cu₃₀Al ₁₀Ni₅在等温退火过程中的微结构变化进行研究.实验表明：在等温退火过程中电子 密度涨落反映了晶化之前的结构弛豫过程；在一定的退火温度下、随退火时间的增加，拓扑短程序弛豫与化学短程序弛豫之间存在一个电子密度均匀化的过程；导致这两种弛豫过程转变的退火时间与退火温度有关，温度越高，所需的退火时间越短. 关键词： 原位x射线小角散射 块体非晶合金 等温退火 结构弛豫     

Cu60Zr30Ti10非晶合金弛豫和晶化过程的小角X射线散射研究

应用小角X射线散射技术研究了Cu₆₀Zr₃₀Ti₁₀非晶合金从300到813 K之间微结构的演化情况.发现在淬火状态下Cu₆₀Zr₃₀Ti₁₀非晶合金中存在直径30 nm左右的富Cu区.非晶的结构弛豫包括573 K之前的低温结构弛豫和573 K到玻璃转变温度的高温结构弛豫，弛豫的结果是产生含有有序原子团簇的富Cu区，这些有序原子团簇的富Cu区是随后晶化过程中晶核产生的基础.Porod曲线分析表明，晶化生成的纳米体心立方CuZr相和基体之间有明锐的界面. 关键词： 小角X射线散射 非晶合金 结构弛豫 晶化     

用原位x射线小角散射研究块体非晶合金Zr55Cu30Al10Ni5的结构弛豫

应用同步辐射x射线小角散射法在原位对块体非晶合金Zr55Cu30Al10Ni5在等温退火过程中的微结构变化进行研究.实验表明:在等温退火过程中电子密度涨落反映了晶化之前的结构弛豫过程;在一定的退火温度下、随退火时间的增加,拓扑短程序弛豫与化学短程序弛豫之间存在一个电子密度均匀化的过程;导致这两种弛豫过程转变的退火时间与退火温度有关,温度越高,所需的退火时间越短.     

退火时间对Fe80Si9B10Cu1非晶合金纳米尺度结构不均匀性和磁性能的影响

研究了经历不同时间退火后, Fe₈₀Si₉B₁₀Cu₁非晶合金结构弛豫过程中纳米尺度结构不均匀性的演变及其对合金磁性能的影响.基于小角X射线散射和原子力显微镜分析,随着弛豫的进行,合金的纳米尺度结构不均匀性逐渐衰减.结合穆斯堡尔谱分析结果,弛豫态合金综合软磁性能的提高可归因于纳米尺度结构不均匀性的减弱.从流变单元模型来看,随着弛豫程度的加深,流变单元的体积分数显著降低,部分流变单元湮灭并转化为理想弹性基体.一方面,弛豫态样品的原子结构排列更加紧密,磁交换相互作用更强,饱和磁感应强度也更高;另一方面,准位错偶极子的数量密度随着流变单元在弛豫过程中的湮灭而逐渐减小,磁畴壁的钉扎效应减弱,合金的磁各向异性下降,矫顽力降低.本文从结构不均匀性的角度研究了Fe₈₀Si₉B₁₀Cu₁非晶合金弛豫过程中磁性能变化的结构机制,有助于建立铁基非晶合金结构和磁性能之间的关联性.     

La基非晶合金β弛豫行为:退火和加载应变的影响

β弛豫行为是理解非晶合金扩散、塑性变形和玻璃转变行为的重要切入口.本研究以具有显著β弛豫行为的(La_0.6Ce_0.4)₆₅Al₁₀Co₂₅非晶合金为研究载体,利用动态力学分析仪,研究了加载频率、退火以及加载应变等因素对非晶合金β弛豫行为的影响.结果表明,随着加载频率的升高,非晶合金β弛豫峰向高温段移动.低于玻璃转变温度退火导致非晶合金β弛豫峰内耗值降低,非晶合金“缺陷”浓度降低,玻璃体系向更稳定状态迁移.随加载应变幅值增大,非晶合金β弛豫强度增大.本研究为进一步厘清非晶合金β弛豫起源提供新思路.     

小角x射线散射确定TiNi薄膜中晶化粒子的长大激活能

用小角x射线散射技术研究以直流磁控溅射方法制备TiNi合金薄膜其退火生成的晶化粒子的长大行为.发现在室温下溅射的TiNi合金薄膜存在小于1nm尺寸的微空洞,将退火后薄膜的小角x射线散射强度扣除退火前微空洞产生的小角x射线散射强度,用这种方法得到的散射强度遵从Porod定律;而用通常方法扣除背底得到的散射强度结果不满足Porod定律.TiNi合金薄膜在733—793K之间退火晶化粒子的长大激活能Eg=301kJmol. 关键词： TiNi薄膜 晶化粒子 长大激活能     

非晶Fe82Si5B13合金的磁导率驰豫

在0—300℃范围内考查了非晶Fe₈₂Si₅B₁₃合金的磁导率等温弛豫动力学行为,给出了等时弛豫谱,观察到四个弛豫峰。测量表明,总的磁导率弛豫由两种弛豫过程组成,即对于退磁可逆的普通减落和对于退磁不可逆的磁导率连续衰减。计算了弛豫时间和激活能的分布,表明弛豫时间和激活能有宽的分布。普通减落和磁导率衰减过程的最可几激活能分别为1.0eV和1.4eV。对退火的样品,观察到磁导率先是增大而后是衰减的广义cross-over效应。 关键词：     

Cu60Zr30Ti10非晶合金弛豫和晶化过程的小角X射线散射研究

应用小角X射线散射技术研究了Cu60Zr30Ti10非晶合金从300到813 K之间微结构的演化情况.发现在淬火状态下Cu60Zr30Ti10非晶合金中存在直径30 nm左右的富Cu区.非晶的结构弛豫包括573 K之前的低温结构弛豫和573 K到玻璃转变温度的高温结构弛豫,弛豫的结果是产生含有有序原子团簇的富Cu区,这些有序原子团簇的富Cu区是随后晶化过程中晶核产生的基础.Porod曲线分析表明,晶化生成的纳米体心立方CuZr相和基体之间有明锐的界面.     

锆基非晶合金的动态弛豫和应力松弛

非晶合金动态弛豫、变形和微观结构非均匀性之间的关联是非晶态物理领域重要研究内容之一.本文选取玻璃形成能力优良,热稳定性好的Zr₄₈(Cu_5/6Ag_1/6)₄₄Al₈块体非晶合金作为研究载体,借助于动态力学分析及应力松弛实验探究了温度和结构弛豫对非晶合金动态弛豫和变形行为的影响.研究结果表明非晶合金动态弛豫行为对温度极其敏感,随温度升高表现为等构型、老化、玻璃转变和晶化4个阶段.基于玻璃转变温度之下等温测试,结构弛豫行为导致非平衡高能量状态非晶合金向低能量状态迁移,内耗随时间演化规律可用Kohlrausch-Williams-Watts (KWW)扩展指数方程描述.此外,基于KWW方程和激活能谱等方法分析了模型合金应力松弛过程中非均匀结构激活,该过程涉及弹性变形向非弹性变形的转变.由于非晶合金存在微观尺度的结构非均匀性与能量起伏,变形单元的激活并非为单一特征时间,而是服从一定分布.通过考虑对数时间尺度和变形单元激活的特征时间分布分别为对称Gauss分布和非对称Gumbel分布,可...     

退火态Zr55Al10Ni5Cu30块体非晶合金在轧制过程中的自由体积演化

将Zr₅₅Al₁₀Ni₅Cu₃₀块体非晶合金在715 K等温退火30 min, 引入少量纳米晶, 然后于室温以不同的应变速率进行轧制, 用差示扫描量热仪考察不同应变量样品的热稳定性和自由体积演化. 结果表明:即使轧制到95%的最大应变量, 样品的热稳定性也几乎没有发生改变. 在各种应变速率下, 随着应变量的增加, 自由体积含量持续上升. 但随着应变速率的增加, 相同应变量下自由体积的含量先上升后降低, 该规律与单一非晶态结构合金在塑性变形过程中自由体积的变化情况截然不同.     

粉末状态对激光立体成形Zr55Cu30Al10Ni5块体非晶合金晶化行为的影响

基于金属熔体结构的遗传性, 激光熔池的快速熔凝导致粉末的晶化状态可能会对最终成形件的晶化产生重要影响, 理清其影响规律对于制备大块非晶合金具有重要意义. 本文选取等离子旋转电极法所制粉末和1000 K退火态粉末为沉积材料, 采用激光立体成形技术沉积Zr₅₅Cu₃₀Al₁₀Ni₅块体非晶合金, 考察了粉末中已有晶化相对熔池及热影响区晶化行为的影响. 结果发现, 原始粉末组织由非晶相及粗大的Al₅Ni₃Zr₂相组成; 当激光线能量较低时, 相应熔覆层的熔池和热影响区皆含有Al₅Ni₃Zr₂相; 随着线能量的提高, 熔池中Al₅Ni₃Zr₂相消失, 保持了非晶态, 但热影响区晶化加重, 并有大量Al₅Ni₃Zr₂相析出; 当采用退火态粉末时, 即使线能量较小, 相应熔覆层仍主要由非晶构成, 几乎无Al₅Ni₃Zr₂相析出. 这是由于原始粉末在退火时其微观结构发生重排, 与Al₅Ni₃Zr₂相关的原子短程/中程有序结构减少, 导致已沉积层非晶区的热稳定性提高, 不利于Al₅Ni₃Zr₂相析出. 可见, 提高线能量将会加剧非晶沉积体的晶化, 而粉末中的Al₅Ni₃Zr₂团簇相状态对Zr₅₅Cu₃₀Al₁₀Ni₅合金沉积层的晶化有重要影响.     

Microstructure and magnetic properties of bulk amorphous and nanocrystalline Fe61Co10Zr2.5Hf2.5Nb2W2B20 alloy

The microstructure and magnetic properties, i.e. the initial magnetic susceptibility, its disaccommodation, core losses and approach to ferromagnetic saturation of the bulk amorphous and partially crystallized Fe₆₁Co₁₀Zr_2.5Hf_2.5Nb₂W₂B₂₀ alloy are studied. From X-ray, Mössbauer spectroscopy and electron microscopy studies we have stated that all samples in the as-quenched state are fully amorphous. However, after annealing the samples at 850 K for 30 min the crystalline α-FeCo grains embedded in the amorphous matrix are found. Moreover, from Mössbauer spectra analysis we have stated that the crystalline phase in those samples exhibits the long-range order. The alloy in the as-quenched state shows good thermal stability of the initial magnetic susceptibility. Furthermore, the intensity of the magnetic susceptibility disaccommodation in the rod is lower than in the ribbon. It is due to low quenching rate during the rod preparation which involves the reduction of free volumes. From the analysis of the isochronal disaccommodation curves, assuming the Gaussian distribution of relaxation times, we have found that activation energies of the elementary processes responsible for this phenomenon range from 1.2 to 1.4 eV. After the annealing of the samples the initial susceptibility slightly enhances and disaccommodation drastically decreases. From high-field magnetization studies we have learned that the size of structural defects depends on the quenching rate (the shape of the samples) and changes after annealing.     

Magnetization behavior and magnetocaloric effect in bulk amorphous Fe60Co5Zr8Mo5W2B20 alloy

Microstructure by X-ray diffraction and Mössbauer spectroscopy, and isothermal magnetic entropy changes in the bulk amorphous Fe₆₀Co₅Zr₈Mo₅W₂B₂₀ alloy in the as-quenched state and after annealing at 720 K for 15 min are studied. The as-cast and heat treated alloy is paramagnetic at room temperature. The quadrupole splitting distribution is unimodal after annealing indicating the more homogenous structure in comparison with that for the as-cast alloy. Curie temperature slightly increases after annealing from 265±2 K in the as-quenched state to 272±2 K and the alloy exhibits the second order magnetic phase transition. The maximum of isothermal magnetic entropy changes appears at the Curie points and is equal to 0.30 and 0.42 J/(kg·K) for the alloy in the as-quenched state and after annealing, respectively. In the paramagnetic region the material behaves as a Curie-Weiss paramagnet.     

Crystallization behavior and microstructure of Fe75Co6Zr9B10 alloy

Fe₇₅Co₆Zr₉B₁₀ amorphous alloy prepared by melt-spinning was annealed at various temperatures. The crystallization behavior and microstructure were investigated by differential thermal analysis (DTA), X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM) and atomic force microscopy (AFM). The three exothermal peaks in the DTA curve of Fe₇₅Co₆Zr₉B₁₀ amorphous alloy correspond to the formations of α-Fe and α-Mn type phases, the growth of BCC-Fe volume fraction at the expense of α-Mn and residual amorphous phase and the precipitations of Fe₃Zr, etc. intermetallic compounds, respectively. The second exothermic peak is not influenced by heating rate, but it shifts to a higher temperature region with increasing preannealing temperature of Fe₇₅Co₆Zr₉B₁₀ alloy. The α-Mn type phase is metastable and its lattice parameter determined by TEM is 0.8830 nm. AFM images show the development of surface morphology of alloy after annealing. The particle size increases with increasing annealing temperature.     

非晶态Cu56Zr44合金的结构及其等温退火晶化过程的研究

利用X射线衍射技术、差示扫描量热分析技术和透射电子显微镜研究了非晶态Cu₅₆Zr₄₄合金的结构及其等温退火条件下的晶化过程.实验结果表明,非晶态Cu₅₆Zr₄₄合金在室温下的短程结构类似于硬球无规密堆积分布.在703K过冷液相区内等温退火时发现,当退火时间为3min时,晶化产物主要为Cu₈Zr₃相;当退火时间为6min时,Cu₈Zr₃关键词： 非晶态 56Zr₄₄合金')" href="#">Cu₅₆Zr₄₄合金 结构 等温退火     

A comparative study of the structure and crystallization of bulk metallic amorphous rod Pr60Ni30Al10 and melt-spun metallic amorphous ribbon Al87Ni10Pr3

Pr-based bulk metallic amorphous （BMA） rods （Pr60Ni30Al10） and Al-based amorphous ribbons （Al87Ni10Pr3） have been prepared by using copper mould casting and single roller melt-spun techniques, respectively. Thermal parameters deduced from differential scanning calorimeter （DSC） indicate that the glass-forming ability （GFA） of Pr60Ni30Al10 BMA rod is far higher than that of Al87Ni10Pr3 ribbon. A comparative study about the differences in structure between the two kinds of glass-forming alloys, superheated viscosity and crystallization are also made. Compared with the amorphous alloy Al87Ni10Pr3, the BMA alloy Pr60Ni30Al10 shows high thermal stability and large viscosity, small diffusivity at the same superheated temperatures. The results of x-Ray diffraction （XRD） and transmission electron microscope （TEM） show the pronounced difference in structure between the two amorphous alloys. Together with crystallization results, the main structure compositions of the amorphous samples are confirmed. It seems that the higher the GFA, the more topological type clusters in the Pr-Ni-Al amorphous alloys, the GFAs of the present glass-forming alloys are closely related to their structures.