Fe_(75)Nb_8B_(15)Zr_2非晶合金的晶化过程研究

采用单辊快淬法制备Fe75Nb8B15Zr2非晶合金,对该非晶合金进行不同温度的等温退火,研究其晶化过程及结构变化.利用示差热分析仪(DTA)确定样品的退火温度,利用X射线衍射(XRD)测试其相结构.结果表明:Fe75Nb8B15Zr2合金在快淬速率为38m/s时呈完全非晶状态,随着退火温度的升高,α-Fe相逐渐析出,并伴随有硼化物(Fe3B和Fe2B)析出.Fe75Nb8B15Zr2非晶合金的晶化过程:非晶→非晶+α-Fe→α-Fe+Fe3B→α-Fe+Fe3B+Fe2B.     

急冷Al_(86)Mn_(14)合金准晶相晶化的研究

1 引言近几年发现的急冷Al-Mn合金中的准晶态是一种热力学亚稳态,加热时,会向自由能较低的晶态转变。准晶态的晶化行为,与其成份和结构的短程序及长程序密切相关。有关二十面体准晶相(I相)晶化的工作已有一些报道,我们用差示扫描量热法(DSC)、X光衍射和原位加热电镜观察等技术对急冷Al_(86)Mn_(14)合金中准晶态的晶化进行了研究,得到了一些新的结果,并依此作初步的讨论。     

熔态合金急冷非晶化转变与深过冷非晶化转变

比较了合金的急冷非晶化转变与深过冷非晶化转变技术及机理,讨论了深过冷技术及合金的非晶形成能力的影响要素并提出“△Tm原子集团(cluster)结构孕育温区”这一新概念．综合热力学、晶化动力学以及合金组织结构三个方面对合金的非晶形成能力及其机理进行探讨并指出尚需努力的方向．     

(Fe Cr)_(83)B_(17)非晶合金结构及其晶化相变的研究

本文用DTA和X射线衍射技术,研究了(FeCr)_(83)B_(17)非晶合金晶化相变全过程。说明该非晶体系的晶化相变过程中,原子键力是晶化相变的驱动力。从“t-x”关系表明,在我们实验条件下(x=5％,15％,25％),高熔点的Cr含量(x)增大所引起晶化峰位向高温方向增大值具有良好的线性关系。实验指出,(Fe_(1-x)Cr_x)_(83)B_(17)非晶合金淬火态的结构单元是Fe_3B局域9原子多面体结构的原子团。     

Fe_(78)Si_9B_(13)非晶合金纳米晶化的低频脉冲磁场处理方法

低频脉冲磁场处理是一种崭新的非热处理型非晶纳米晶化的方法·针对非晶合金Fe78Si9B13进行了低频脉冲磁场处理,用M ssbauer谱仪、透射电子显微镜观察处理后样品的微观结构变化·研究表明,低频脉冲磁场可促进非晶合金Fe78Si9B13发生纳米晶化,在所用脉冲磁场参数下,晶粒尺寸为2～10nm,且试样温升小于20℃·结合脉冲磁场参数对晶化量的影响,初步探讨了脉冲磁场对非晶合金Fe78Si9B13纳米晶化的作用机制·     

Fe_(73.5)Cu_1Nb_2Si_(13.5)B_9Ni_1非晶合金的晶化动力学研究

利用差示扫描量热法(DSC)研究了Fe73.5Cu1Nb2Si13.5B9Ni1非晶的纳米晶化动力学。结果表明,晶化过程分为两步完成,晶化初生相为Fe3Si.第一晶化过程的晶化开始温度Tx1、峰值温度Tp1与扫描速度β的对数之间存在着线性关系,分别为:Tx1=736.52+8.67lnβ和Tp1=743.9+12.7lnβ.采用Kissinger方法和Ozawa方法计算Fe73.5Cu1Nb2Si13.5B9Ni1非晶合金晶化的表观激活能Eа分别为435.2kJ/mol和441.1 kJ/mol,而成分为Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9的表观激活能大约为410 kJ/mol,表明Ni部分替代Nb后合金的热稳定性提高。第一晶化反应的局域激活能Ec(α)随晶化体积分数α不断下降,Avrami指数表明该非晶合金的晶化为扩散控制的三维晶粒长大过程。探讨了用Ni元素部分替代Finemet合金中Nb元素后非晶合金热稳定性提高的原因。     

非晶态Fe_(79)B_(16)Si_5合金退火脆化与晶化

本文研究了非晶态Fe_(79)B_(16)Si_5合金的退火脆化行为,分析了此合金的脆化规律;通过脆化温度、晶化温度、脆化与晶化激活能的测定,探讨了Fe_(79)B_(16)Si_5非晶态合金退火脆化与晶化之间的联系。     

块体Pd82Si18非晶合金的制备及晶化行为研究

采用玻璃包覆 水淬技术制备了块体Pd82Si18非晶合金．实验结果表明，净化对该熔体的非晶形成能力有很大的影响．通过对深过冷Pd82Si18合金的凝固行为研究发现，当过冷度大于190K时，过冷熔体会出现液相分离现象，热力学分析表明这将降低该过冷熔体的非晶形成能力．该非晶的晶化实验结果显示，与旋铸法制备的Pd82Si18非晶条带不同，块体非晶的晶化过程中出现两个放热峰，同时玻璃转变温度、晶化温度、过冷液相区都有相应的变化．通过分析可知Pd82Si18非晶合金的晶化过程与制备过程中的冷却速率有很重要的联系．     

FeNiPB (Cu,Nb)合金的非晶及晶化的微观组织结构

用X射线精细结构分析、示差扫描热分析和扫描电子显微分析仪分析研究了FeN iPB(Cu,Nb)合金的非晶及晶化的微观组织结构,探索了这类合金的非晶加纳米晶组织结构的形成和控制,结果表明:Fe,N i,P,B,Cu和Nb元素混合粉末机械合金化后可形成非晶态的FeN iPB(Cu,Nb)合金,再经过晶化处理可得到具有非晶基体上弥散分布着α-Fe基纳米晶组织的合金.在晶化过程中,合金中Cu的作用使α-Fe晶核弥散形成,而合金中Nb的存在阻止了α-Fe基的晶粒的长大.因此,在FeN iPB(Cu,Nb)合金中,可通过调整合金中Cu,Nb的含量及相对量来控制非晶基体上的纳米晶形成的量及晶粒尺寸.     

Ni-Fe-(Zr)-Si-B非晶合金的等温晶化与结构转变

采用旋铸急冷工艺在大气环境中制备出了(Ni0.75Fe0.25)78-xZrxSi10B12(x=0、8)非晶合金带材.X射线衍射分析表明样品为完全非晶.采用Diamond TG/DTA差热分析仪测量非晶薄带的热稳定性及其相关参数Tg、Tx、Tm等.根据DTA结果分析,(Ni0.75Fe0.25)78Si10B12非晶合金退火温度为695、715、7457、65 K.在715 K和745 K退火时,非晶基体上析出单一的-γ(Fe,Ni)固溶体,平均晶粒尺寸分别约为10.3 nm和18.5 nm,在765 K退火后的结晶相为-γ(Fe,Ni)固溶体以及Fe2Si,Ni2Si和Fe3B.(Ni0.75Fe0.25)70Zr8Si10B12非晶合金退火温度为810、825、845、855、865、920 K,退火后不能在非晶基体上析出单一的晶化相,晶化析出相为-γ(Fe,Ni)固溶体以及Ni21Zr2B6,Fe5Si3,Ni3Zr和一些未知相.     

Co_(78-x)Fe_xSi_8B_(14)系非晶薄带的晶化动力学

我们用测量在高温区电阻率随温度变化及差热分析(DTA)方法,研究了非晶簿带Co_(78-x)Fe_xSi_8B_(14)(x=5、10、20、30、40原子百分比)的晶化动力学。从300K到1000K非晶合金的电阻率(ρ)随温度(T)的变化曲线,在形式上是相似的,晶化前都有dρ/dT>0,在晶化期间电阻率的突变量Δρ也相近。晶化温度T_c,在750K到830K之间,而Δρ在29到34μΩ—cm之间。实验还表明,晶化后这些合金的矯顽力有相当大的增加,高到100—200奥斯特。DTA曲线,在720—830K之间有两个明显的放热峯。它所显示出的两个明显的阶段表明晶化时有两种晶相析出。在晶化温度附近,我们还测量了Co_(58)Fe_(20)Si_8B_(14)非晶簿带的电阻率随时间的等温变化。并根据退火曲线和Arrhenius关系,估算了其激活能为80千卡/摩尔。     

机械诱发非晶Finemet合金的纳米晶化

利用X射线衍射（XRD）研究了高能球磨条件下非晶Fe73．5Cu1NB3Si13．5b9合金的机械诱发纳米晶化过程，并根据化学成分偏聚、局域高压、局域高温以及Johnson-Mehl-Avrami（JMA）晶化动力学模型解释了纳米晶化的过程和机制．研究结果表明：非晶Fe73．5Cu1Nb3Si13.5B9合金机械诱发纳米晶化的产物为复杂的α-Fe固溶体和稳定的Fe2B金属间化合物，α-Fe固溶体相晶粒尺寸为2．0-6．5nm，其纳米晶化过程和晶化产物是由化学成分富集、碰撞引起的局域高压和局域高温共同作用的结果；机械诱发纳米晶化过程中的Avrami指数n=1．59，动力学反应速率常数k=0．1287h^-1，表明机械诱发纳米晶化过程中形核机制为均匀形核，晶粒生长机制为从小尺寸晶核开始的三维生长．     

Y_(41)Sc_(15)Al_(24)Co_(20)大块非晶合金的制备及其晶化动力学行为

利用铜模吸铸法制备直径为5 mm的Y41Sc15Al24Co20大块非晶合金,采用连续加热和等温加热方法对其晶化动力学行为进行研究.利用Kissinger方程得出该合金的晶化激活能为3.02 eV.用Johnson-Mehl-Avrami (JMA)方程描述合金的等温晶化过程,在不同等温温度下计算得出Avrami指数大于3.0,合金的主要晶化过程为三维形核长大过程.在Arrhenius方程的基础上,得到合金的区域Avrami指数和阶段晶化激活能随晶化体积分数变化的关系曲线.     

Fe_(73.5)Cu_1 Nb_3 B_9 Si_(13.5)非晶合金激波晶化及其再退火的实验研究

我们最近的实验发现，非晶合金样品在激波处理之后作进一步的退火处理，其晶粒度变大而格常数变小，这是一个值得深入研究的现象。     

非晶合金激波晶化的微观动力学机制

从非晶的有序原子集团和位错模型出发，利用位错动力学讨论了在激波作用下，非昌合金晶化为纳米晶的过程，激波与ｃｌｕｓｔｅ周围局域应力场的相互作用，使ｃｌｕｓｔｅｒ旋转，类液区ｃｈｕｓｔｅｒ、类晶ｃｌｕｓｔｅｒ切变沉积到有序原子集团，在μｓ内形成微晶。理论结果与实验值符合很好。     

钛基大块非晶合金的晶化研究

利用铜模冷却法成功制备直径为12mm的棒状Ti40Zr25Cu9Ni8Be18（原子百分比）大块非晶态合金,X射线衍射（XRD）实验检验样品为完全非晶态。对样品进行差示扫描量热分析（DSC）考查样品的热稳定性,结果显示：过冷液相区宽度（Tg-Tx）、玻璃转变温度（Tg）及约化玻璃转变温度（Tg/Tm）分别为53K、617K和0．65。利用原位X射线测定了非晶样品的晶化过程,结果表明首先是亚稳相析出,最后转变为稳定相。最后利用不同加热速度（5K/min,10K/min,20K/min,40K/min）下的DSC对该非晶合金进行晶化动力学分析,获得了一些有价值的动力学参数。     

Fe_(73.5)Si_(13.5)B_9Cu_1Nb_(3-x)Mo_x(x=1,2,3)非晶合金的晶化动力学研究

采用单辊熔体快淬法在大气环境中制备Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3-xMox(x=1,2,3)非晶合金薄带,利用差示扫描量热分析和X射线衍射分析进行非晶合金的晶化动力学研究,计算出Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3-xMox(x=1,2,3)非晶薄带的晶化激活能分别为349、262、332 kJ/mol,其Avrami指数分别为1.95、2.14和2.00。结果表明,随着升温速率的提高,Fe73.5Si13.5B9Cu1Nb3-xMox(x=1,2,3)非晶薄带的起始晶化温度和晶化峰值温度相应升高;以Mo部分替代Nb降低了非晶合金的晶化激活能;-αFe(Si)软磁相具有扩散控制的低维形核和生长的晶化机制,且形核率逐渐减小。     

激光脉冲加热条件下Zr基非晶合金晶化及热疲劳行为

采用激光脉冲为热源,对Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5大块非晶合金进行晶化和热疲劳实验．结果表明,晶化可以在低于Tx的温度发生,晶化前和晶化后均可出现热疲劳裂纹;随着加热温度提高和循环次数的增加,样品加热区晶化严重,变形量增加,且疲劳裂纹数量增多．     

铁基非晶合金Fe_(75)Mn_1Si_4B_(20)及Fe_(73)Mn_3Si_4B_(20)的软磁性能的研究

试验研究了热处理对Fe75Mn 1 Si 4 B20及Fe73Mn 3 Si 4 B20铁基非晶合金磁性能的影响,退火处理后测试了静态和动态磁性能。同时给出了磁性能的最佳工艺参数。     

非晶态Fe_5Co_(70)Si_(15)B_(10)合金晶化过程的研究

用x光衍射和磁分析研究了非晶态Fe_5Co_(70)Si_(15)B_(10)合金在晶化过程中相結构的变化。当加热到490℃左右时,有两个晶态亚稳相MS-I_1和MS-I_2从非晶态基体中析出。MS-I_1和MS-I_2分別具有体心立方和六角晶体結构,与母金属合金中存在的两相結构相同。在晶态相所析出的温度,磁化强度随温度升高而急剧增加。随后是一个緩慢上升区。到560—590℃区間,磁化强度再次随溫度升高而較快地增加。在此阶段,残留的非晶态基体轉变为晶态相,亚稳态MS-I_1和MS-I_2部分地分解为金属合金和金属与类金属的化合物。最后,当温度再进一步升高时,这些化合物的晶粒长大;具有立方結构的MS-I_1相繼續分解,析出化合物后的立方合金相的点陣常数增加,标志析出物是富含鈷和硅的化合物。伴随整个相結构的变化,試样的硬度值也有显著变化。