Al-Fe-Zr(-Nd)非晶態(tài)合金的制備與性能測定.pdf

1、Nd基和Zr基非晶態(tài)合金具有較高的熱穩(wěn)定性、室溫硬磁特性等性能,其制備和性能研究成為近年來人們關注的研究課題。
　　本文采用電弧熔煉和機械合金化相結合的方法制備了Al-Fe-Zr及Al-Fe-Zr-Nd非晶態(tài)合金。利用X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡、差示掃描量熱分析儀等方法,對機械合金化過程中合金粉末的微觀結構、組織形貌、熱穩(wěn)定性、晶化過程進行了系統(tǒng)分析。
　　首先,通過總結之前Al-Fe-Zr的相關研究,預測機械合金化方法制

2、備非晶的成分范圍,然后基于此通過機械合金化球磨Al-Fe-Zr體系中12個成分點,研究 Al-Fe-Zr合金的機械合金化過程中的結構演變、形貌特征、非晶形成能力及非晶形成范圍,最后與Miedema理論預測的非晶形成范圍進行比較。
　　研究表明:在 Al-Fe-Zr合金體系12個成分點中,Zr70Al5Fe25、Zr70Al10Fe20、Zr70Al20Fe10、Fe50Al40Zr10、Fe50Al30Zr20非晶形成能力很強,F

3、e50Al40Zr10、Fe70Al10Zr20非晶形成能力相對弱一些。Zr70Al5Fe25、Fe50Al40Zr10、Fe50Al30Zr20機械穩(wěn)定性最高,Fe50Al40Zr10、Fe70Al10Zr20機械穩(wěn)定性最弱。富 Zr端能形成寬化的衍射峰,而富 Fe端能形成低而窄的寬化峰。球磨過程中,合金在電弧爐熔煉完之后形成了金屬間化合物,中間沒有形成新的相,只有衍射峰強度的變化,最后形成了非晶。實驗得到的非晶形成范圍與理論預測的范

4、圍吻合得很好。
　　其次,通過Miedema方法計算了 Al-Fe-Zr-Nd合金的非晶形成焓和固溶體形成焓,預測形成非晶合金的成分范圍,在此基礎上通過實驗系統(tǒng)研究了Zr對Al-Fe-Nd的非晶形成能力與熱穩(wěn)定性的影響。
　　研究表明,對偽三元系 Al10Fe30(ZrNd)60中非晶形成的成分范圍進行了熱力學計算,計算的形成范圍是Zr=0-100 at％。能夠形成完全非晶的合金Nd60-xFe30Al10Zrx(x=0,5

5、,15,20,30,50)在Miedema理論和熱力學模型計算預測的成分范圍內(nèi),非晶形成范圍是Zr-60 at%。Nd60Fe30Al10球磨30h已經(jīng)開始形成非晶,直到120h都處于非晶態(tài),說明非晶形成能力最好,機械穩(wěn)定性最好。在Nd基中,隨著Zr含量的增加,非晶形成能力減弱,機械穩(wěn)定性減弱。Nd基非晶的漫散射峰在25~35°之間,而Zr基的在35~45°之間,在一定的范圍內(nèi),隨著Zr含量的增加,形成的漫散射峰更加寬化,非晶化反應機制