Fe基非晶合金的結(jié)構(gòu)和熱力學(xué)參數(shù)研究.pdf

1、Fe基非晶合金具有優(yōu)良的綜合性能，是應(yīng)用最廣的非晶合金之一。雖然鐵基塊體非晶只有短短的十幾年歷史，但其研究方法和理論體系均取得了較大的突破，在這些理論和方法的指導(dǎo)下，制備了一批具有較大非晶形成能力的鐵基合金系。但到目前為止，沒(méi)有一個(gè)理論或參數(shù)能全面的衡量非晶合金的形成能力。因此有必要對(duì)非晶合金進(jìn)行深入研究。 本文主要研究了添加元素及不同處理方式(弛豫處理、預(yù)退火循環(huán)處理、液氮低溫循環(huán)處理)對(duì)鐵基非晶合金熱力學(xué)參數(shù)，熱穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)

2、的影響。 分析了FeNiAlGaPBSiC和FeYB非晶合金系的玻璃轉(zhuǎn)變溫度Tg、晶化溫度Tx和玻璃形成能力參數(shù)Trgl、γ與混合焓ΔH的關(guān)系，結(jié)果表明熱力學(xué)參數(shù)Tg、Tx及玻璃形成能力判別參數(shù)γ均隨混合焓ΔH的增大在一定的范圍內(nèi)呈增大的趨勢(shì)。對(duì)Fe68Ni1Al5Ga2P9.65B4.6Si3C6.75非晶合金在573K和673K進(jìn)行預(yù)退火弛豫處理1h后，發(fā)現(xiàn)隨退火溫度的升高Tg、Tx呈增加的趨勢(shì)，Tp1和Tp2變化不大，且經(jīng)

3、弛豫后合金在玻璃轉(zhuǎn)變溫度附近出現(xiàn)焓弛豫峰，673K退火后弛豫峰更明顯。對(duì)Fe63Ni1Al5Ga2P9.65B4.6Si3C6.75Co5非晶合金進(jìn)行了循環(huán)處理，研究結(jié)果表明處理后合金依然保持非晶態(tài)，但從XRD圖可看到與淬態(tài)相比非晶峰的強(qiáng)度有明顯下降，且從DSC數(shù)據(jù)分析得到處理后玻璃轉(zhuǎn)變溫度、晶化溫度以及晶化峰值溫度存在著一定的變化，即處理后樣品的一些微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變。 用Kissinger方程計(jì)算了合金的玻璃轉(zhuǎn)變溫度激活能E

4、g，晶化開(kāi)始溫度激活能Ex和晶化峰值溫度激活能Ep。分析表明：微量Sn(0.5％at)的加入使非晶合金Fe68Ni1Al5Ga2P9.65B4.6Si3C6.75的熱穩(wěn)定性降低；適量B的加入會(huì)增加合金Fe65Ni1Al5Ga2P9.65B8.6Si3C5.75的熱穩(wěn)定性；經(jīng)(液氮低溫＋473K弛豫退火)循環(huán)處理后，合金 Fe63Ni1Al5Ga2P9.65B4.6Si3C6.75Co5的玻璃轉(zhuǎn)變激活能，晶化激活能和晶化峰值激活能均遠(yuǎn)遠(yuǎn)大

5、于處理前，這說(shuō)明處理后合金的熱穩(wěn)定性較好。 對(duì)循環(huán)處理后的非晶合金進(jìn)行TEM分析表明：經(jīng)液氮低溫循環(huán)處理、(液氮低溫+473K弛豫退火)循環(huán)處理和473K弛豫退火循環(huán)處理后，在非晶基體上析出了納米晶粒。經(jīng)液氮低溫循環(huán)處理后，晶粒分布不均，其平均尺寸約為30nm；經(jīng)473K弛豫退火循環(huán)處理后，有少量晶粒析出，其平均尺寸約為25nm；經(jīng)(液氮低溫+473K弛豫退火)循環(huán)處理后非晶基體中的晶粒更加彌散均勻，晶粒尺寸變小且比較圓整，其平