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1、第5章非晶態(tài)合金制備技術圖5-1液態(tài)金屬結晶開始時間與過冷度的關系7/25/20211材料成型及控制工程教研組第5章非晶態(tài)合金制備技術圖5-2氣體、固體、液體的原子分布函數7/25/20212材料成型及控制工程教研組第5章非晶態(tài)合金制備技術圖5-3晶體與非晶體在變形機理上的區(qū)別7/25/20213材料成型及控制工程教研組第5章非晶態(tài)合金制備技術圖5-4晶體與非晶合金在30℃HCl溶液中腐蝕速度7/25/20214材料成型及控制工程教研組第5章非晶態(tài)合金制備技術(a)移動石英玻璃管后射流(b)直接射流圖5-5噴射成型法制備大塊非晶合金示意圖7/2
2、5/20215材料成型及控制工程教研組第5章非晶態(tài)合金制備技術(a)直線移動法(b)旋轉盤法圖5-6 模具移動法制備大塊非晶合金示意圖7/25/20216材料成型及控制工程教研組第5章非晶態(tài)合金制備技術圖5-7壓力鑄造法制備大塊非晶合金示意圖7/25/20217材料成型及控制工程教研組第5章非晶態(tài)合金制備技術(a)銅模(b)試樣圖5-8銅模和試樣示意圖7/25/20218材料成型及控制工程教研組第5章非晶態(tài)合金制備技術圖5-9楔形銅模型中不同位置的冷速比較7/25/20219材料成型及控制工程教研組第5章非晶態(tài)合金制備技術圖5-10噴鑄—吸鑄技
3、術制備塊體玻璃設備工藝簡圖7/25/202110材料成型及控制工程教研組第5章非晶態(tài)合金制備技術圖5-11水浮法制備塊體玻璃的工作原理示意圖7/25/202111材料成型及控制工程教研組第5章非晶態(tài)合金制備技術圖5-12電弧加熱吸鑄法制備大塊非晶合金的示意圖7/25/202112材料成型及控制工程教研組第5章非晶態(tài)合金制備技術圖5-13模壓鑄造法制備大塊非晶合金示意圖7/25/202113材料成型及控制工程教研組表5-1鋁基非晶合金和其他合金的抗拉強度、比強度材料類型抗拉強度бb/MPa比強度/(×106/cm)非晶態(tài)合金11403.8超硬鋁
4、5201.9馬氏體鋼18902.4鈦合金11002.47/25/202114材料成型及控制工程教研組表5-2非晶態(tài)合金的主要特性及其應用性質特性舉例應用舉例強韌性屈服點E/30~E/50;硬度500~1400HV刀具材料、復合材料、彈簧材料、變形檢測材料等耐腐蝕性耐酸性、中性、堿性、點腐蝕、晶間腐蝕過濾器材料、電極材料、混紡材料等軟磁性高磁導率,低鐵損,飽和磁感應強度約1.98T磁屏蔽材料、磁頭材料、熱傳感器、變壓器材料、磁分離材料等磁致伸縮飽和磁致伸縮約60×10-6,高電力機械結合系數約0.7振子材料、延遲材料等7/25/202115材料成
5、型及控制工程教研組第5章非晶態(tài)合金制備技術式中,為單位體積的單原子數目;v為頻率因子;k為Boltzmann常數;T為絕對溫度;D為有效擴散系數;為晶胚必須克服的激活能;I為形核速率。根據經典形核理論,形核功表達式為式中,為晶核與熔體間的界面能;為液固相自由能差,即結晶驅動力。(5-1)(5-2)7/25/202116材料成型及控制工程教研組式中,a0為擴散跳躍的平均原子或離子直徑;為粘度,可以通過Volgel-Fulcher方程進行計算。式中,△Hf為T0溫度下的熔化焓;△Sf為T0溫度下的熔化熵;T0為液相與晶體相平衡的溫度;為等壓比熱容。
6、式中,A為與溫度無關的頻率因子;為每個原子的勢壘高度;為發(fā)生反應所需的臨界構形熵;T為溫度;K為常數。(5-3)(5-4)(5-5)7/25/202117材料成型及控制工程教研組式中,A為常數:K為常數;Vf為自由體積。均勻成核率與生長率可表示為式中,,;K為Boltzmann常數;a0為平均原子直徑;Nv為Avogadro常數;Tm為熔點溫度;f為界面上原子優(yōu)先附著或者移去的位置分數。(5-6)(5-7)(5-8)(5-9)7/25/202118材料成型及控制工程教研組urnball等認為,在簡化條件α=αmTr,其中αm為一常數,是T=Tm
7、時的α值,取αm=0.86,此時均勻成核率也可簡化為(5-10)(5-11)(5-12)(5-13)式中,R為氣體常數。式中,△Hm為摩爾熔化焓。對于非晶,計算粘度:式中,Kn為形核率系數。7/25/202119材料成型及控制工程教研組這樣,將方程式(5-8)、式(5-13)代入方程式(5-7)就可以計算得出達到x=10-6所需要的時間t為式中,Tm為合金的熔點;Tn為TTT曲線極值點所對應的溫度;tn為TTT曲線極值點所對應的時間。(5-14)(5-15)7/25/202120材料成型及控制工程教研組式中,n為合金的組元數;Ci為第i組元的摩
8、爾百分數;ri為第i組元的共價原子半徑;xi為第i組元的Pauing電負性。式中,ei是第i組元元素的價電子數。對于過渡族金屬,ei等于s電子與d電子