非晶态Zr-Co和Zr-Ni合金的超导临界温度和结构弛豫

测量了非晶态合金Zr_(100-_x)M_x (M=Co,22≤x≤53.4;M=Ni,24.1≤x≤63.8)的超导临界温度T_c和组分的关系,结果显示出很好的规律性。研究了结构弛豫对Zr_(78)Co_(22)和Zr_(75.9)Ni_(24.1)超导性质的影响。在不同温度下作一小时退火的实验结果表明,当退火温度远离结晶化温度Tcr 时,结构弛豫是一极为缓慢的过程;而当临近Tcr时,退火使Tc急剧地下降,发现在250℃下作不同时间的退火时,它们的Tc随退火时间呈对数关系变化。对此,结合Egami和Van Den Beukel等提出的金属玻璃中结构弛豫的动力学作了分析。同时排出:测量超导临界温度等特性也是研究非晶态超导体结构弛豫过程的一种有效手段。     

基于剪切模量和热分析数据研究Zr_(50–x)Cu_(34)Ag_8Al_8Pd_x(x=0,2)非晶合金缺陷浓度演化

非晶合金具有独特物理和力学性能,如何建立非晶合金微观结构非均匀性与物理/力学性能之间的关联是非晶固体的重要研究课题之一.微合金化是调控非晶合金微观结构有效手段之一.本研究以玻璃形成能力优异的Zr_(50–x)Cu_(34)Ag_8Al_8Pd_x(x=0, 2)非晶合金为模型合金,借助差示扫描量热仪和电磁声转换设备,研究非晶合金铸态、弛豫态和结晶态热流和剪切模量随温度的演化规律,以及物理时效(低于玻璃转变温度)过程剪切模量的变化随时间演化规律.基于自间隙原子理论,利用热流曲线表征非晶合金在相同热历史剪切模量热效应.通过分析铸态和弛豫态自间隙缺陷浓度和激活能谱,发现结构弛豫导致自间隙缺陷浓度减小,诱导剪切模量随温度演化偏离软化过程,并伴随体系放热.与此同时,研究发现添加微量Pd元素可抑制模型合金体系原子迁移,增加特征弛豫时间.本研究从非晶合金模量热效应角度进一步理解非晶合金微观结构非均匀性.     

非晶态Zr-Si合金的超导临界温度

测量了采用Melt-Spinning方法制备的非晶态合金Zr_(100-x)Si_x(8.8≤x≤15.3)的超导临界温度与Si浓度的关系.发现:在上述组分范围内,T_c以0.18K/(at.％)的速率随着Si含量增加而线性地下降.经外推到x=0,得非晶态纯Zr的T_c应为5.15K,与Onn et:al根据Fe-Zr合金的低温比热测量结果作理论外推所得的值十分一致.研究了非晶态合金Zr_(87.7)Si_(12.3)分别在310、370、415和445℃下作等温热处理对T_c的影响.结果表明,其结构弛豫行为与金属-金属型Zr基合金的大为不同.T_c的变化速率大且不遵从Int规律;随着热处理的进行,T_c较快地就趋向于饱和.伴随着结晶化的开始,T_c则以一大得多的速率下降.结合DSC等测量结果,对Zr-Si合金的结构弛豫和结晶化行为进行了讨论.     

非晶态Zr—Si合金的结构弛豫和结晶化形为对超导电性的影响

采用单锟急冷法制备的金属-非金属型非晶态合金 Zr_(877)Si_(12.3)在不同温度下径一小时等温退火处理,超导临界温度 T_c 的测量结果表明,当退火温度远离结晶化温度 T_(cr)时,结构弛豫为一缓慢的过程,与金属-金属型 Zr 基非晶态合金的结构弛豫过程有明显的区别;随着结晶化过程的开始,超导临界温度 T_c 急剧下降.文章认为,超导临界特性的测量可以作为一种研究非晶态超导材料结构弛豫和结晶化过程的有效手段.     

Zr60Al15Ni25大块非晶合金晶化动力学研究

通过等温示差扫描量热法研究了Zr60Al15Ni25大块非晶合金的晶化动力学.实验结果表明,晶化过程的孕育期很短,即使在743 K这样低的温度下也不过0.52 min,而放热峰宽(反应整个晶化过程进行的时间)却随退火温度的降低明显增大,这说明了结晶过程是一个晶核长大控制的过程.Avrami指数表明在不同的退火温度,该合金的晶化机制发生了变化.晶化机制的变化是由于合金原子在不同温度下的扩散能力相差很大所致.     

一种新型的多值I_c(H)特性

在横向磁场中,测量了原始淬火态的金属玻璃Zr_(78)Co_(22)的超导临界电流与磁场的关系。当T≤T_c时,首次观察到一种新型的多值I_c(H)特性,即对应于一给定的横向磁场值,可以存在多个超导临界电流值,在H(I_c)曲线上呈现磁场峰。基于微结构和结晶相的分析,提出超导相分离模型,定性地解释了实验结果。     

压强对Zr_(67)Ni_(33)非晶合金结构和动力学性能的影响

采用分子动力学的方法模拟Zr_(67)Ni_(33)合金液体在不同压强下快速凝固过程,通过结构分析方法如对分布函数、配位数、Honeycutt-Andersen(HA)键型指数法,以及动力学参数如均方位移、自散射关联函数、非高斯参数研究压强对Zr_(67)Ni_(33)非晶合金局域原子结构和其过冷液体动力学性能的影响.研究结果表明:压强越大,Zr_(67)Ni_(33)非晶合金中Zr-Ni原子间的相互作用越强,体系结构有序性越强,过冷液体中动力学减慢和动力学不均匀现象越显著.     

磁有序状态对非晶Zr-Ni合金导电性质的影响

测量了非晶Zr_(1-x)Ni_x合金(x=0.24,O.36,0.50,O.64,O.91)在1.5—300K温度范围的电阻。在Zr_(.76)Ni_(.24)这一样品中自旋涨落的效应最为明显。对于象Zr-Ni这样的磁性合金,磁有序状态对电阻温度系数α=(1/R)(dR/dT)的影响是不可忽略的。本文还讨论了自旋涨落对合金超导转变温度的抑制作用。     

Ni-Zr非晶合金晶化的透射电子显微镜研究(Ⅰ) Ni_(67)Zr_(33)晶化过程中的亚稳相

利用透射电子显微镜对Ni_(67)Zr_(33)非晶合金晶化的研究发现了两个新的亚稳相T_0与T_10。其中T_1相为体心正交(准四方〕晶体,点阵常数a≌b=0.89nm,c=3.14nm,空间群为Iba2或Ibam。温度升高,T_1相转变为含有大量错排的A心正交Ni_(10)Zr_2相,用1/2(a b)位移错排模型可以圆满地解释其电子衍射图中仅h k为奇数的衍射斑沿c~*方向拉长的现象,晶化稳定相为Ni_(10)Zr,与Ni_(21)Zr_8(Ni_5Zr_2)相。     

非晶Nb-Ni合金的电子结构及其磁性和超导电性

用紫外光电子能谱(UPS)研究了非晶Nb_100-xNi_x(x=65,59.8,56.4)合金的电子结构,得到Nb-Ni合金的费密能级位于态密度曲线极小附近。从电子结构说明了Nb-Ni合金中存在双居里点现象的原因。对非晶Nb-Ni合金的电子结构分析指出:能量接近的两个d带杂化结果致使在费密面附近形成新的杂化带,杂化程度与两元素的价差有关。电荷转移引起带峰移动。费密能级态密度中应包含两部分的贡献:有利于磁性的3d电子态和有利于超导的4d电子态。费密能级处这两部分的分 关键词：     

Zr60Al15Ni25大块非晶合金晶化动力学研究

通过等温示差扫描量热法研究了Zr₆₀Al₁₅Ni₂₅大块非 晶合金的晶化动力学.实验结果表明，晶化过程的孕育期很短，即使在743 K这样低的温度下也不过0.52 min，而放热峰宽（反应整个晶化过程进行的时间）却随退火温度的降低明显增大，这说明了结晶过程是一个晶核长大控制的过程.Avrami指数表明在不同的退火温度，该合金的晶化机制发生了变化.晶化机制的变化是由于合金原子在不同温度下的扩散能力相差很大所致. 关键词： 晶化动力学 60Al₁₅Ni₂₅大块非晶合金')" href="#">Zr₆₀Al₁₅Ni₂₅大块非晶合金 示差扫 描量热法（DSC）     

非晶态(Fe_(1-x)Cr_x)_(84)B_(16)合金的低温热电势

在80—380K之间对(Fe_(1-x)Cr_x)_(84)B_(16)(x=0.01—0.46)非晶态合金的绝对热电势S进行了测量,结果表明,磁性非晶合金的S(T)行为并不都是非线性并有一个浅的极小。少量Cr(x≤0.05)的加入使S的绝对值减小,并使S(T)的极小消失;当Cr含量较多时,样品磁性变弱,S(T)从典型的磁性非晶合金的非线性行为过渡到接近于非磁性非晶合金的线性行为。对x=0.15,0.25的样品,其居里点正落在我们测量的温度范围内,经过仔细的测量,在居里点T_c附近没有看到S的反常。     

Ni_(83)Cr_7Fe_3Si_4B_3非晶态合金在常压及高压下的晶化过程

本文研究了Ni_(85)Cr_7Fe_3Si_4B_3非晶态合金在1bar及100kbar压力下的晶化过程,得到了“时间-温度-变态”图。其结果表明:经高压热处理后的非晶合金其晶化温度降低,fcc-Ni相区域加宽及亚稳Ⅱ相没有形成。另外,还分别计算了常压及100kbar压力下的晶化激活能。     

非晶态合金表面的水润湿动力学

采用分子动力学模拟方法研究了改进的Simple pointcharge模型SPC/E水滴在Cu_(50)Zr_(50)非晶薄膜上的润湿行为和铺展过程.通过与CuZr(110)和(100)晶面对比研究发现,水滴在Cu_(50)Zr_(50)非晶薄膜表面上表现出较高的铺展速度.水滴在非晶合金表面的铺展过程中形成了明显的吸附层;而在晶态表面,水滴铺展前沿呈脚状形态.分析结果表明非晶表面的水分子在吸附层内呈现完全无序的单层排列方式,而在晶态表面,特别是(100)晶面,吸附层水分子呈双层有序排列.这种吸附层结构的差异导致了吸附层内水分子方向的差异:非晶表面吸附层内水分子方向倾向平行于表面,而晶态基底上吸附层内的水分子倾向于指向液滴内部.由此造成了非晶表面吸附层中的水分子与液滴内部以相对较弱的氢键相互作用,这使得上层水分子能够较容易扩散至吸附层前沿,促进液滴铺展.     

Fe、Ce原子在Al-Fe-Ce非晶合金中的分布

采用X射线衍射技术研究了Al-Fe-Ce合金的非晶结构,发现非晶态合金X射线衍射强度曲线上都存在明显的预峰,合金随铁含量增加,预峰和主峰向大角度偏移;合金随铈含量增加,预峰和主峰向小角度偏移。250℃时,非晶合金出现铝相晶化,而预峰的形状和位置并未发生改变;400℃时,在预峰消失的位置形成多种化合物相。Fe原子大部分存在于预峰所对应的Al-Fe-Ce原子团簇中,而Ce原子大部分无规分布于Al非晶基体中。     

Ag_xCu_(50-x)Zr_(50)非晶态合金及其晶化

采用高频熔炼后的真空单辊急冷技术制备了Ag_xCu_(50-x)Zr_(50)金属玻璃,发现在x<12的范围内都可得到完全的非晶态。测量了x=2,4,6和10的Ag_xCu_(50-x)Zr_(50)金属玻璃的玻璃转变温度和晶化温度,并采用Kissinger方法测定了晶化激活能E_a。发现在金属玻璃Ag_xCu_(50-x)Zr_(50)中,x值越大则玻璃越不稳定。通过对该类玻璃在氩气氛和在空气中的晶化研究,说明第二放热峰是氧化峰。     

基于逾渗理论的非晶合金屈服行为研究

从非晶合金的微观结构出发,基于处理强无序和具有随机几何结构系统常用的理论方法——逾渗理论来描述非晶合金剪切屈服时的塑性流变.为了更好地理解非晶合金剪切带萌生时的临界问题,结合已有的"自由体积(free volume)模型"和"剪切转变区(shear transformation zone)模型",建立了非晶合金剪切转变的逾渗模型.以Cu_(25)Zr_(75)二元非晶合金为例,计算了在剪切转变区内易发生塑性流动的原子团簇剪切失稳的逾渗阈值,并粗略估算了这些原子团簇的大小.研究发现,剪切失稳的逾渗阈值与临界约化自由体积浓度(x_c～2.4%)有着相似的特性,不同之处在于其值与自由体积的分散度有着密切联系.研究结果作为非晶合金的韧脆转变问题提供了新思路.     

Zr-Ni合金的巡游电子磁性

用交流互感电桥测量了低温下非晶Zr_(1-x)Ni_x合金(x=0.24,0.36,0.50,0.64)的磁化率,对此类合金的磁性来源进行了探讨,提出Zr-Ni合金的低温磁化率中巡游电子磁性的贡献。Zr_(0.64)Ni_(0.36)在低温下表现出最明显的Curie-Weiss定律,其低温磁化率最大与合金的其它性质如密度、杨氏模量随Ni含量的变化在40％Ni附近的转折有联系。     

基于成分连续变化计算黏度的合金系临界冷速模型

在大块非晶临界冷却速率的非等温转变计算模型基础上提出了基于成分连续变化计算黏度的合金系临界冷速模型. 依据此模型对Zr-Ni-Al-Cu四元合金的临界冷却速率进行了计算并预测了Zr_66.67(Ni_{xAlyCuz)33.33合金系中容易形成非晶的成分范围. 计算值与实验值符合得较好. 计算结果表明，此合金系具有很强的非晶形成能力，特别是在靠近共晶点的中心区域，临界冷却速率小于100 K/s，为容易形成非晶的成分范围. 冷却过程中，在高于1000K温度区间，没有发生明显的结晶现象，而在980 K至870 K温度范围内，结晶分数快速增大，低于870 K时不再发生明显改变. 此外，分析了合金系中Al，Cu，Ni原子摩尔分数的变化对临界冷速的影响. 关键词： 大块非晶 黏度 临界冷却速率 非晶形成能力}     

Fe,Ce原子在A1—Fe—Ce非晶合金中的分布

采用Ｘ射线衍射技术研究了Ａ１－Ｆｅ－Ｃｅ合金的非晶结构,发现非晶态合金Ｘ射线强度曲线上都丰在明显的预峰,合金随铁含量增加,预峰和主峰向大角度偏移;合金随铈含量增加,预峰和主峰向小解度偏移。２５０℃时,非晶合金出现铝相晶化,而预峰的形状和位置并未发生改革;４００℃时央预峰消失的位置形成多种化合物相。Ｆｅ原子大部分存在于预峰所对应的Ａ１－Ｆｅ－Ｃｅ原子团簇中,崦Ｃｅ原子大部分无规分布于Ａ１非晶基体中。