Fe_(83)B_(17)非晶薄带冷却速率的量化与表征

为定量计算非晶薄带的冷却速率,文中采用单辊快速凝固方法成功制备出Fe83B17非晶薄带.结合X-射线衍射图谱分析了转速与压差对非晶形成的影响,确定形成Fe83B17非晶薄带的临界转速vs为3 300 r/min,临界压差ps为0.023 MPa,临界带厚为36μm.通过熔体结晶转变动力学理论计算,得出了Fe83B17合金熔体结晶的TTT曲线,确定出形成Fe83B17合金非晶薄带的冷却速率约为106K/s.应用单辊快速凝固过程的一维傅里叶传热方程分析,定量计算出临界厚度为36μm薄带的冷却速率为3.411×106K/s,该值与动力学理论预测结果相一致.

固态相变的动力学描述

在对固态相变的三个相互重迭的子过程——形核、长大和碰撞分别建模分析的基础上,得到了等温和等加热速率转变中动力学参数的解析解.综合考虑形核、生长及硬碰撞可以进一步得到适用于混合形核和Avrami形核及界面控制和扩散控制生长方式控制的等温和等加热速率转变的解析相变模型.在该模型中,动力学参数n和Q是转变分数的函数.利用模型对Pd40Cu30P20Ni10等非晶合金的晶化动力学进行分析,可以精确得到控制结晶过程的形核,生长以及碰撞方式.

Fe-B非晶合金的等温晶化动力学研究

为研究Fe_(85)B_(15)非晶合金等温条件下晶化的形核、长大及碰撞等动力学机制,采用差热扫描量热仪(DSC)对未经过和经过预热处理的该非晶合金在不同温度下进行等温实验,用X射线衍射仪和透射电子显微镜分析其晶化前后的物相组成和显微结构。该合金等温晶化后为层片状分布的αFe和Fe 3B两相。运用解析相变模型结合碰撞模式判断,对所有DSC实验数据进行拟合得到晶化动力学参数。等温晶化的形核和生长激活能分别为355 kJ·mol-1和279 kJ·mol-1。未预热处理等温晶化有效激活能约311 kJ·mol-1,生长指数为2.2~2.3;预热处理等温晶化有效激活能为280~308 kJ·mol-1,生长指数为1.3~2.2。预热处理形成预存晶核,影响晶化过程。Fe_(85)B_(15)非晶合金等温晶化遵循混合形核,三维扩散生长及晶核非随机分布碰撞。