銅基非晶復(fù)合材料的制備與力學(xué)性能研究.pdf

1、Cu基非晶合金，特別是Cu-Zr-Al體系因其高強(qiáng)度、高硬度而成為極具應(yīng)用前景的非晶合金材料，并引起眾多研究者的注目。但其在理論和實(shí)際應(yīng)用中還有許多問題有待解決，比如，如何把Cu基非晶合金的尺寸做得更大、降低制備要求，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)；如何提高其塑性?；诖?，本文使用磁懸浮-銅模吸鑄的設(shè)備，通過熔體過冷處理制備出一系列Cu36Zr48Al8Ag8非晶合金。并對(duì)所制備合金的熱力學(xué)、組織和力學(xué)性能進(jìn)行了研究，找到具有較大臨界合成尺寸、較

2、好力學(xué)性能、有應(yīng)用前景的Cu基非晶合金，對(duì)Cu基非晶合金的理論和今后該體系的工業(yè)應(yīng)用將會(huì)起到一定作用。
　　 通過熔體半固態(tài)保溫處理制備出直徑為3mm的Cu36Zr48Al8Ag8非晶合金，研究了其非晶形成能力和熱穩(wěn)定性。結(jié)果表明，三種試樣都為完全非晶合金，但有晶體析出趨勢(shì)。Cu36Zr48Al8Ag8過冷液相區(qū)間隨保溫時(shí)間延長(zhǎng)逐漸減小，合金的熱穩(wěn)定性逐漸降低。約化玻璃轉(zhuǎn)變溫度Trg都處于0.60～0.65之間，因此都有良好的非

3、晶形成能力。
　　 在非晶組元和形成非晶時(shí)的冷卻速率相同的條件下，隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，液態(tài)合金有結(jié)晶的趨向，合金的熱穩(wěn)定性降低，原子的排列也由致密向稀疏轉(zhuǎn)變，原子之間的自由體積增大，其緊密化程度低，硬度降低。晶化的塑性相可以提高非晶復(fù)合材料的塑性，我們所做的非晶試樣，隨保溫時(shí)間延長(zhǎng)，其塑性形變是降低的，可見我們的實(shí)驗(yàn)有可能有產(chǎn)生脆性相的趨勢(shì)。隨著Fe的少量加入，制備出了(Cu0.36Zr0.48Al0.08Ag0.08)100-

4、xFex(x=0，3，5)非晶合金，而此非晶合金比Cu36Zr48Al8Ag8合金具有更好的力學(xué)性能。并且硬度也大幅度提高。
　　 Fe的大量加入，增加了合金成分的固液兩相區(qū)間，在半固態(tài)吸鑄過程中，有助于化合物的形成，并且有助于形成非晶和晶體的復(fù)合材料。(Cu0.36Zr0.48Al0.08Ag0.08)100-xFex(x=10，15，20)合金體系中，F(xiàn)e的大量加入使得Cu36Zr48Al8Ag8合金的固液兩相區(qū)間增大，因此