脈沖電流處理對Ti基及Zr基塊體非晶合金微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的影響.pdf

1、本文采用脈沖電流處理手段，對Ti40Zr25Ni3Cu12Be20及Zr55Cu30Ni5Al10（at.％）塊體非晶合金進行脈沖電流處理，并將不同處理參數(shù)下的樣品與鑄態(tài)樣品進行了對比，系統(tǒng)分析了脈沖電流處理前后試樣的微觀結(jié)構(gòu)演變規(guī)律，研究了各合金試樣的室溫力學(xué)性能，并闡明了脈沖電流處理前后Ti基及Zr基塊體非晶合金微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能之間的內(nèi)在關(guān)系。
　　利用同步輻射、X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡

2、(TEM)，分析了脈沖態(tài)及原始態(tài)合金樣品的微觀結(jié)構(gòu)。高分辨透射電子顯微鏡圖像的自相關(guān)函數(shù)(ACF)運算表明，試樣有序化程度隨脈沖處理電壓的增加而上升。試樣有序化程度達到15%左右前，脈沖電流處理主要使得流變單元尺寸增加，隨著有序度的進一步增加，流變單元尺寸降低，甚至消失。脈沖處理電壓達到3900V時，Ti基塊體非晶合金發(fā)生晶化，析出了納米晶。此外，納米晶粒尺寸亦隨著脈沖處理電壓的升高進一步長大。本文采用的脈沖處理參數(shù)未引起Zr基塊體非晶

3、合金發(fā)生晶化。脈沖電流處理前后，非晶合金的同步輻射分析結(jié)果表明，隨著脈沖處理電壓的增加，Zr基以及 Ti基非晶合金的平均原子間距不斷減小，即脈沖電流處理將使得非晶合金的原子排列更加緊密。
　　研究了不同脈沖電流處理參數(shù)下塊體非晶合金的熱性能。脈沖電流處理后，塊體非晶合金的玻璃轉(zhuǎn)變溫度Tg值具有升高的趨勢。通過Kissinger公式計算不同脈沖電流處理參數(shù)的玻璃轉(zhuǎn)變表觀激活能值(Eg)亦呈現(xiàn)升高的趨勢。表明脈沖電流處理后，塊體非晶合

4、金發(fā)生了結(jié)構(gòu)弛豫現(xiàn)象，使得非晶合金的發(fā)生玻璃轉(zhuǎn)變難度升高，即增加了其熱穩(wěn)定性。
　　室溫壓縮實驗結(jié)果表明，在合適的脈沖處理電壓下，脈沖電流處理可顯著增加塊體非晶合金的室溫壓縮塑性。脈沖電壓為3000V時，Ti基塊體非晶合金壓縮塑性由鑄態(tài)的0.9%提升到7.6%左右；脈沖電壓為3600V時，Zr基塊體非晶合金壓縮塑性由鑄態(tài)的幾乎零塑性升高至2.53%。這種塑性的顯著增加可歸因于，適當?shù)拿}沖處理電壓將增加試樣中流變單元的尺寸，使得合金