超高强块体非晶合金的研究进展

研制具有极限力学性能的金属材料一直是材料研究人员的梦想.超高强块体非晶合金是一类具有极高断裂强度(4 GPa)、高热稳定性(玻璃化转变温度通常高于800 K)和高硬度(通常高于12 GPa)的新型先进金属材料,其代表合金材料Co-Ta-B的断裂强度可达6 GPa,为目前公开报道的块体金属材料的强度记录值.本文系统地综述了该类超高强度块体非晶合金的组分、热学性能、弹性模量及力学性能,阐述了该类材料的研发历程;以弹性模量为联系桥梁,阐明了该类超高强块体非晶合金材料各物理性能的关联性,并揭示了其高强度、高硬度的价键本质.相关内容对于材料工作者了解该类超高强度金属材料的性能和特点,并推进该类材料在航空航天先进制造、超持久部件、机械加工等领域的实际应用有着重要意义.

非晶合金粉末作为润滑油添加剂的摩擦学性能

采用水雾化法制备得到了超细Mn_(55)Fe_(25)P_(10)B_(7)C_(3)非晶合金粉末,将其作为润滑油添加剂以不同含量加入到PAO6基础油中,利用四球摩擦实验系统评估了粉末添加前后润滑油的摩擦系数、对磨球的磨斑尺寸、表面形貌和表面粗糙度等,从而对比获得了该类非晶合金粉末添加对PAO6基础油摩擦学性能的影响。结果表明,水雾化合金粉末的颗粒呈近球形,筛分过1000目的粉末(中位粒径为2.8μm)为完全非晶态,且有高占比的亚微米粉末(直径在1μm以下的颗粒数目约占12%);在PAO6润滑油中添加适量该类具有高硬弹比(H/E)且与摩擦副的模量相接近的超细非晶合金粉末后,其摩擦系数与磨斑直径均显著降低,最大降幅分别可达57.1%和15.6%(对应添加0.5%(质量分数)的非晶粉末时),说明该类非晶粉末润滑油添加剂具有良好的降低摩擦系数和减磨效果;观察对比测试后磨球表面的形貌和粗糙度表明:该类非晶粉末在磨球表面可以产生明显的碾抹效应,从而提高了基础油的减摩和抗磨性能。