Y对Zr基非晶合金在3.5%NaCl溶液中腐蚀行为的影响

采用真空单辊甩带法制备出成分为(Zr_(56)Al_(16)CO_(28))100-xYx(x=0,2,4)的合金试样,利用X射线衍射(XRD)、电化学极化曲线和扫描电镜(SEM)研究了该合金在3.5%NaCl溶液中腐蚀行为的影响。结果表明,在3.5%NaCl溶液中,该合金耐腐蚀性优于不锈钢1Cr_(18)Ni_9Ti和(Cu_(47)Zr_(11)Ti_(34)Ni_(8))_(99)Cr_1,且适量的添加Y显著提高了该合金的耐腐蚀性。

冷却速率对Zr-Co-Al-Y非晶合金热稳定性和耐蚀性能的影响

运用铜模吸铸法,制备了直径分别为2 mm、4 mm、6 mm的(Zr56Co28Al16)98Y2阶梯型非晶合金,运用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)表征试样的结构,运用差示扫描量热仪(DSC)分析其热力学行为并表征自由体积的大小,运用电化学工作站测试腐蚀性能。结果表明,随着冷却速率的降低,晶化温度Tx、过冷液相区宽度ΔTx、结构弛豫焓ΔH0和晶化放热焓ΔH减小,热稳定性降低,并且在4 mm和6 mm试样非晶基体上有纳米晶的析出。而随着冷却速率的降低,非晶合金的耐蚀性提高。

微量添加Y对锆基非晶合金在盐酸溶液中耐腐蚀性的影响

采用真空单辊甩带法制备出成分为(Zr_(56)Al_(16)Co_(28))_(100-X)Y_X(X=0,2,4)的合金试样,利用X射线衍射(XRD)、电化学极化曲线和场发射扫描电镜(SEM)研究了Y对Zr-Al-Co非晶合金在1 mol/L HCl溶液中腐蚀行为的影响,采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势法(PWP)和广义梯度近似(GGA)方法分析耐蚀性的影响机理。结果表明,(Zr_(56)Al_(16)Co_(28))_(100-X)Y_X(X=0,2,4)非晶合金的耐腐蚀性能优于不锈钢(1Cr18Ni9Ti),适量地添加稀土元素Y能提高非晶合金费米能级,促进钝化膜形成,从而显著提高了非晶合金的耐腐蚀性。

消失模铸钢件石英涂料易脱落机理研究

涂料壳中黑色烧结层的形成对涂料脱落效果的影响至关重要。本研究以石英涂料为对象,运用扫描电镜(SEM)观察石英涂料壳黑色烧结层的微观形貌,通过X射线衍射(XRD)、能谱(EDS)和相图相结合分析黑色烧结层的成分,研究了黑色烧结层的生成条件及形成机理。结果表明,拥有致密结构的黑色烧结层的主要成分是铁橄榄石,并在熔融态向着涂料外层渗透。冷却过程中其收缩率与钢体差异较大,因此易与钢体分离开来,使涂料层脱落。

Cu-Zr-Ag-Al非晶合金晶化过程的动力学效应

采用铜模吸铸法制备了直径3 mm的Cu_(40)Zr_(44)Ag_8Al_8大块非晶合金(BMGs),并分别利用X射线衍射仪(XRD)和同步示差扫描量热仪(DSC)对其晶化过程中显微结构的演变及其晶化动力学进行研究。结果显示,该BMGs在晶化过程中依次从非晶基体中析出Al_3Zr和Cu_10Zr_7相。采用Kissinger和Ozawa方法计算的非晶样品第一晶化峰的晶化激活能分别为315.69和312.65 k J/mol,该非晶合金具有很强的热稳定性。此外,该非晶合金晶化过程具有很强的动力学效应,特征温度对升温速率的依赖性遵循Lasocka方程,但其晶化机理函数却无明显的动力学效应,与加热速率无关。采用GM模型对30 K/min加热速率下的DSC实验数据进行拟合,发现其拟合参数由λi=5.2,n=3.4变为λi=2.5,n=4,说明该非晶合金的晶化行为遵循形核率随时间增加而不断增加的初晶型晶化规律。

Y对Zr-Al-Co非晶合金在盐酸溶液中腐蚀行为的影响

采用真空单辊甩带法制备出成分为(Zr56Al16Co28)100-xYx(x=0,2,4)的合金试样,利用X射线衍射(XRD),电化学极化曲线和场发射扫描电镜(SEM)研究了Y对Zr-Al-Co非晶合金在1mol/L盐酸溶液中腐蚀行为的影响。结果表明,在1mol/L盐酸溶液中,(Zr56Al16Co28)100-xYx(x=0,2,4)非晶耐腐蚀性能优于不锈钢(1Cr18Ni9Ti),且添加适量的Y显著提高了非晶合金的耐腐蚀性。

Sn对Ti-Zr-Cu-Ni系非晶薄带热稳定性及耐蚀性能的影响

通过单辊甩带法制备了Ti40Cu39Zr10Ni11-xSnx(x=0,3,7,11)非晶薄带。运用X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)、电化学工作站、扫描电镜(SEM)等手段测试了合金的组织与性能特性,研究了Sn替换Ni对合金热稳定性及生物耐蚀性能的影响。结果表明,随着Sn的添加,Ti40Cu39Zr10Ni11-xSnx(x=0,3,7,11)合金试样均表现为完全的非晶结构。与Ti40Cu39Zr10Ni11非晶合金相比,Ti40Cu39Zr10Sn11非晶合金的热稳定性稍有改善,且生物耐蚀性能得到明显提高。因此,不含Be、Ni等对人体有害元素的Ti40Cu39Zr10Sn11非晶合金具有作为生物医用材料的潜力。

过热度对非晶合金玻璃形成能力和力学性能的影响

采用铜模吸铸法在不同过热度下制备了Cu_(40)Zr_(44)Al_8Ag_8大块非晶合金(BMGs),分别采用同步示差扫描量热仪(DSC)和单轴压缩实验测试了各试样的玻璃形成能力(GFA)和力学性能,并利用X射线衍射(XRD)仪、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等手段对其显微结构与GFA和力学性能的关系进行分析。结果发现:所有试样非晶基体中均夹杂有少量晶体相,且随着过热度的提高,试样的GFA不断提高;非晶合金中晶粒变小,晶化体积分数不断减小,强度和塑性逐渐增大,并在吸铸功率为6 kW时达到最优值,继续增加过热度,力学性能反而迅速下降。

Y对Zr_(56)Co_(28)Al_(16)非晶合金结构和性能的影响

采用铜模吸铸法制备了一系列不含Ni和Cu的(Zr56Co28Al16)100-xYx(x=0,1,2,4)大块非晶合金(BMGs),对ZrCo-Al-(Y)系BMGs的结构、力学性能、耐蚀性能作了研究。结果表明,随Y含量增加,过冷液相区宽度(△Tx)从x=0的50.0K增加到x=2的59.2K;室温压缩断裂强度(σf)和塑性变形量(εp)分别从x=0的1 785 MPa、0,增加到x=2的1 965 MPa、4.1%。(Zr56Co28Al16)98Y2非晶合金在磷酸盐缓冲液中表现出良好的耐蚀性能,且具有76GPa的低杨氏模量。

保温时间对Zr-Cu基非晶复合材料力学性能的影响

用半固态铸造法制备了Cu40Zr44Ag8Al8非晶复合材料,通过X射线衍射仪（XRD）、同步示差扫描量热仪（DSC）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、电子探针（EPMA）、单轴压缩试验等手段,研究了保温时间对非晶复合材料显微结构和力学性能的影响。结果表明,该复合材料非晶基体中弥散分布着5-50μm的Al3Zr相,且随着保温时间延长,非晶基体的热稳定性不断下降,复合材料中晶化相体积分数不断增大,晶粒更加细小,但其强度却呈下降趋势。断口分析发现,复合材料中析出晶体相的种类是影响非晶复合材料力学性能的主要因素,脆性Al3Zr金属间化合物的析出使试样更容易出现应力集中而降低了试样的强度。

云母粉对石英基消失模涂料烧结性能的影响

采用单因素梯度法,研究了云母粉对石英基消失模涂料烧结性能的影响。对以云母粉为助烧结剂的涂料试样进行了抗弯强度测试、SEM观察和XRD分析。结果表明,云母粉的加入促进了涂料的烧结,随着云母粉添加量的增加,涂料的烧结性能随之提高。当云母粉的添加量为1%时,涂料具有优良的使用性能和工艺性能。

高温结构弛豫对非晶复合材料力学性能的影响

采用铜模吸铸法制备了Cu40Zr44Al8Ag8非晶复合材料(BMGCs),在玻璃转变温度(Tg)退火不同时间(5,10,15,20,25,40,60,85min)后,采用单轴压缩实验测试了试样退火前后的力学性能,并利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和同步差示扫描量热仪(DSC)等手段对退火前后试样的显微结构和断口形貌进行分析。结果发现:所制备铸态试样主要为非晶结构,非晶基体中弥散分布着少量的纳米级及微米级的Al3Zr金属间化合物。随着退火的进行,非晶复合材料中微米级晶体相的尺寸和形貌并不发生变化,这些晶体相是裂纹形成的源泉;但是纳米级晶体相不断增加,最终析出产物相为Al3Zr,Cu10Zr7和Ag3Al相。非晶复合材料中自由体积与析出晶体相共同控制着该BMGCs的力学性能。退火初期,试样的强度和塑性缓慢增长,至退火15 min时达到极值,最高强度达到1.77 GPa,最大塑性应变量达到1.67%;但是继续退火,试样内自由体积大量减少,强度和塑性均迅速下降;其断裂方式也由单一剪切面断裂转变为多剪切面断裂,最后发生脆性劈裂。