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《大塊鎂基非晶材料的制備研究》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要摘要本文從合金的熱力學(xué)、動力學(xué)及結(jié)構(gòu)形成條件方面系統(tǒng)的討論了Mg基大塊非晶的形成機制及影響因素,并從非晶形成的熱力學(xué)觀點出發(fā),綜合應(yīng)用Miedema理論和Toop模型,并考慮純金屬在不同溫度下的自由能,在此基礎(chǔ)上提出了一種定量預(yù)測三元非晶合金形成范圍的方法,用該方法計算Mg-Cu-La三元合金系的非晶形成范圍,應(yīng)用多項技術(shù)(三經(jīng)驗原則、二元合金相圖及Miedema理論和Toop模型)設(shè)計了Mg65Cu25La10、Mg68Cu17La15和Mg57Cu23La20非晶合金。利
2、用純度較低的原材料通過石墨模具鑄造成型了直徑為1mm的Mg-Cu-La的Mg基非晶合金棒,用X射線(XRD)和差熱掃描分析儀(DSC)進(jìn)行檢測,同時也與多組元鎂基Mg-Cu-Ln大塊非晶合金進(jìn)行比較,本文的研究結(jié)果表明:①Mg-Cu-La合金具有較高的非晶形成能力及熱穩(wěn)定性,但較Mg65Cu25Y10、Mg65Cu25Tb10和Mg65Cu25Gd10的非晶形成能力及熱穩(wěn)定性弱。Mg-Cu-La合金的玻璃轉(zhuǎn)變溫度Tg、晶化開始溫度Tx、過冷液相區(qū)ΔTx如下表:溫度(℃)TgTx1ΔTx合金Mg65Cu2
3、5La1042545328Mg57Cu23La2042946536Mg68Cu17La1542745629②稀土(RE)的添加增加了該合金系的抗氧化能力,減輕O、H、C等夾雜物對非晶形成能力的不利影響,且RE氧化物在微觀結(jié)構(gòu)上與拉弗斯(Laves)相有很大的不同,因而提高了合金的非晶形成能力。③多元合金化(原子半徑相差大,電負(fù)性相差大)使合金具有更緊密的無序堆積結(jié)構(gòu),有利于合金非晶形成能力的提高。主要是增加了合金熔融狀態(tài)的黏度及固液界面能,從而抑制晶體的形核和生長。④非晶由液相轉(zhuǎn)變時,同時受動力學(xué)和熱力
4、學(xué)因素的控制。本文認(rèn)為動力學(xué)在非晶轉(zhuǎn)變過程中起到關(guān)鍵作用。⑤RE元素與Mg、Cu具有大的負(fù)的混合焓,能形成更多的原子對,因此增加了過冷液體相的粘度及堆垛密度,降低了液相線溫度,原子在過冷狀態(tài)擴散困難,提高了非晶形成能力。關(guān)鍵詞:非晶熱力學(xué)動力學(xué)非晶形成能力鎂基合金稀土I重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文英文摘要ABSTRACTInthispaper,theformingmechanismandaffectingfavtorofbulkmetallicglassesissystematicallydiscussedfr
5、omtheaspectsofthermodynamic,kineticandmicrostructure.Thermodynamicfactorswhichfavortheamorphizationofalloysanalyzed,theglassformingrangeofternaryalloyssystemwasproposedbyusingMiedematheory,Toopmodelandconsideringtheinfluenceoffreeenergyofpuremetalsatdiff
6、erenttemperature.TheapproachwasappliedtopredictthecompositionrangeofamorphousMg-Cu-Laalloys.Severalmethods(suchasthreeempiricalcriterions,binaryalloysphasediagram,MiedematheoryandToopmode)wereusedtodesignaseriesofMg65Cu25La10、Mg68Cu17La15andMg57Cu23La20a
7、lloys,Thesebulkamorphousalloyswithmaximumdiameterthicknessreachingto1mmwerepreparedbymeansofgraphite-moldingcastingthoughtherawmaterialsareofalowpuritybyconventionalcastingprocessesatalowcoolingrate.TheamorphousnatureofthesampleswasidentifiedbyX-raydiffr
8、action(XRD),andconfirmedbydifferentialscanningcalorimeter(DSC)performingataheatingrateof20K/min,comparingwithmulticomponentMg-basedMg-Ln-TMbulkmetallicglasses.Thefollowingresultshavebeenobtained:①Mg-Cu-Labulkamorphousalloy