影響非晶形成能力因素及判據(jù)的研究.pdf

1、探求具有較大玻璃形成能力的熱穩(wěn)定性的合金體系，制備出大尺寸的塊體非晶材料一直是研究工作者的目標(biāo)和夙愿。由于塊體非晶合金具有多組元和成分敏感特性目前還沒有一個(gè)通用的可定量化的判據(jù)來確定塊體非晶合金的成分區(qū)間，只能定性地根據(jù)經(jīng)驗(yàn)規(guī)律來探索非晶合金成分，從而使得在大塊非晶的尺寸及新體系的發(fā)現(xiàn)上，都沒有突破性的進(jìn)展。因此，尋找具有較大玻璃形成能力的非晶合金成分是制備大塊非晶的關(guān)鍵。本文從影響非晶形成能力的因素出發(fā)，對(duì)電子濃度、原子尺寸、混合焓和

2、混合熵等四個(gè)因素進(jìn)行了詳細(xì)的分析和討論，得出AH和AS是兩個(gè)最重要的影響因素。在許多表征非晶形成能力的參數(shù)中，只有臨界冷卻速率與這兩個(gè)因素都有關(guān)系。本文計(jì)算了Cu基合金的臨界冷卻速率，并對(duì)計(jì)算R<,C>的公式進(jìn)行了修正，利用修正后的公式計(jì)算Cu基和Pd基大塊非晶臨界冷卻速率R<,C><'*>，預(yù)測(cè)了能形成大塊非晶的Cu-Ti-Si和Pd-Cu-Si合金成分范圍。 論文的主要工作包括以下幾個(gè)方面：(1)從影響非晶形成能力的電子濃度

3、、原子尺寸、混合焓和混合熵等因素出發(fā)，以Zr-Al-Co合金系為例，作線性擬合分析，發(fā)現(xiàn)這些因素分別與非晶的熱力學(xué)參數(shù)T<,1>、T<,X>、T<,a>、△H+RT<,m>和T<,g>/T<,m>等成良好的線性關(guān)系。(2)全面考慮影響非晶形成能力的電子濃度、原子尺寸、混合焓和混合熵等因素，作多元回歸分析，發(fā)現(xiàn)可以建立線性模型，通過回歸分析對(duì)比，可以簡(jiǎn)化這些模型并且分離出△H和△Si這兩個(gè)最重要的影響因素。(3)通過恰當(dāng)?shù)奶幚恚梢杂?jì)算C

4、u基六元合金系的△G，用△G值計(jì)算出Cu基六元合金系的臨界冷卻速率R。，并對(duì)計(jì)算R<,C>。的公式進(jìn)行了修正，把常數(shù)Z修正為Z<'*>，把用Z<'*>計(jì)算多組元合金系的臨界冷卻速率記為R<,C><'*>。(4)利用修正后的公式計(jì)算Cu基大塊非晶臨界冷卻速率R<,C><'*>，并用R<,C><'*>和R<,rg>作圖對(duì)比，用R<,C><'*>和)γ作圖對(duì)比，用R<,C><'*>和D<,max>作圖對(duì)比，這些圖都顯示了用修正后的公式計(jì)算出來

5、的R<,C><'*>是可靠的。(5)設(shè)Cu-Ti-Si合金系成分為Cu<,1-x-y>Zi<,x>Si<,y>，利用修正后的公式計(jì)算它們的臨界冷卻速率R<,C><'*>。(6)形成大塊非晶的臨界冷卻速率為10<'3>K/s，利用修正后的公式預(yù)測(cè)了能形成大塊非晶Cu-Ti-Si合金成分范圍。(7)利用修正后的公式計(jì)算Pd基大塊非晶臨界冷卻速率R<,C><'*>，并用R<,C><'*>和T<,rg>作圖對(duì)比，這個(gè)圖也都顯示了用修正后的公式計(jì)