新型高耐腐蝕性鐵基塊體非晶合金的制備及其性能的研究.pdf

1、非晶合金由于其優(yōu)異的物理、化學(xué)性能和廣闊的應(yīng)用前景而備受關(guān)注。雖然已有研究表明鎳基非晶合金可用于質(zhì)子交換膜燃料電池雙極板的表面涂層材料且性能優(yōu)異，但高成本制約了其商業(yè)化應(yīng)用。鐵基非晶合金具有高強(qiáng)度、高硬度、優(yōu)異的耐磨性能且成本低廉，有望替代鎳基非晶成為一種新型涂層材料。然而目前已開(kāi)發(fā)的鐵基非晶合金大多玻璃轉(zhuǎn)變溫度（Tg）較高、過(guò)冷液相區(qū)（ΔTx）較窄、非晶形成能力較差或耐蝕性不高，不適合用“超音速火焰噴涂”(HVOF)等熱噴涂工藝制備雙

2、極板涂層材料。為開(kāi)發(fā)出新型的燃料電池雙極板用鐵基非晶涂層材料，本論文以具有低Tg的Fe80P12C4B4非晶合金為基礎(chǔ)，研究了添加Cr、Mo和Ni等耐蝕性元素對(duì)合金熱穩(wěn)定性和非晶形成能力及耐蝕性能的影響。主要研究結(jié)果如下:
　　1.適量Cr、Mo元素的添加顯著提高了Fe-P-C-B系非晶合金過(guò)冷液體熱穩(wěn)定性及非晶形成能力。合金的ΔTx由29 K增大至49 K，臨界直徑dc也提高至1.5 mm。
　　2.適量Ni元素的添加可有

3、效降低Fe-Cr-Mo-P-C-B系非晶合金的Tg，并進(jìn)一步提高合金過(guò)冷液體的熱穩(wěn)定性和非晶形成能力。其中Fe50Ni15Cr7Mo3P12C4B4合金具有最大的非晶形成能力，其dc、Tg和ΔTx分別為2.5 mm、690 K和60 K。
　　3.Cr、Mo、Ni元素的添加顯著提高了合金的耐蝕性。電化學(xué)腐蝕和失重測(cè)試結(jié)果均表明:(Fe，Ni)-(Cr，Mo)-P-C-B系非晶合金在1N硫酸及3％氯化鈉溶液中具有良好的耐蝕性;在1N

4、鹽酸中的耐蝕性更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于SUS316L不銹鋼。
　　4.評(píng)價(jià)了(Fe，Ni)-(Cr，Mo)-P-C-B非晶合金晶化后的電化學(xué)腐蝕行為。結(jié)果表明，盡管輕微晶化的Fe55Ni15Cr7Mo3P12C4B4非晶合金在1N硫酸溶液中的耐蝕性有所下降，但仍可和SUS316L不銹鋼相媲美。
　　5.(Fe，Ni)-(Cr，Mo)-P-C-B系非晶合金表現(xiàn)出良好的力學(xué)性能，壓縮屈服強(qiáng)度在2790～3420MPa之間，塑性應(yīng)變最高達(dá)1.