【正文】 .u)2 θ /176。試樣的厚度采用排水法測量。 經(jīng) 1000水砂紙 經(jīng) 20xx水砂紙 經(jīng)絨布精細(xì)拋光 經(jīng) 5 號金相砂紙 經(jīng)初帆布拋光 100水 砂粗磨 用酒精沖洗吹干 經(jīng) 6 號金相砂紙 南昌航空大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 21 合金導(dǎo)熱性能實(shí)驗(yàn) 在激光閃射法導(dǎo)熱儀 LFA447 上測定導(dǎo)熱系數(shù)。 (3)磨樣：將非晶合金試樣經(jīng)過 100水砂粗磨之后，再用不同粒度的水砂紙按1000、 20xx的順序仔細(xì)研磨之后，再用 5 號、 6 號金相砂紙研磨，進(jìn)行機(jī)械拋光，拋光所用拋光劑為 Cr2O3 懸浮液。非晶態(tài)是亞穩(wěn)狀態(tài)，處于高能態(tài)， DSC 可以判斷出存在玻璃轉(zhuǎn)變區(qū)，測定玻璃轉(zhuǎn)化溫度 Tg，看 DSC 曲線上的晶化焓的大小，和已報(bào)道過的非晶合金作一下比較或者是和自己的已經(jīng)確定非晶樣品的比較；相差不多就可以確定合金的成分為非晶。這樣，補(bǔ)償?shù)哪芰烤褪菢悠肺栈蚍懦龅哪芰?[25]。試驗(yàn)用的樣品為塊狀，線切割后依次經(jīng)過 100、 1000、 20xx、耐水砂紙 研磨之后， 用 5號、 6號金相砂紙研磨， 并用 Cr2O3懸浮液進(jìn)行機(jī)械拋光的試樣。射線是一種 波長很短 (約為 20～ )的 電磁波 ，能穿透一定厚度的物質(zhì)，并能使 熒光 物質(zhì)發(fā)光、照相乳膠感光、氣體電離。 南昌航空大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 16 實(shí)驗(yàn)工藝過程 圖 21 實(shí)驗(yàn)工藝流 程 Fig 21 Experimental process 試樣制備 選定合金元素，熔煉合金。 獲得新型非晶合金的熱參數(shù)，并進(jìn)行熱處理。非晶合金在軍事（穿甲彈）、航天（太陽風(fēng)收集器）、通信（手機(jī)和電腦外殼）、和體育（高爾夫球桿頭）等領(lǐng)域有明顯可見的應(yīng)用前景。例如，在運(yùn)載火箭低溫貯箱絕熱材料、飛機(jī)剎車片、煉鋼 高爐碳磚、建筑保溫材料和電冰箱、冷藏車等所用絕熱材料的生產(chǎn)過程中，熱導(dǎo)率是材料質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)。K 1）。電弧熔煉吸鑄設(shè)備的構(gòu)造是將電弧熔煉用的水冷銅盤下連接鑄造玻璃材料的水冷銅模，電弧熔煉銅盤附近放置電磁攪拌線圈，從而保證合金充分混合均勻。目前研究非晶結(jié)構(gòu)弛豫的實(shí)驗(yàn)方法主要有原子探針、 DSC、 XRD、電阻法、聲發(fā)射、Mossbauer 等技術(shù)。 非晶合金晶化方法 非晶合金的納米晶化是通過控制非晶態(tài)固體的晶化動(dòng)力學(xué)過程使得晶化的產(chǎn)物為納米尺寸的晶粒。在給定的條件下按哪一種方式進(jìn)行結(jié)晶，不僅取決于熱力學(xué)的驅(qū)動(dòng)力，也取決于每一反應(yīng)的激活能壘，即每一反應(yīng)的動(dòng)力學(xué) [13]。近年來，非晶態(tài)薄帶材料的制備技術(shù)和工藝日益成熟。通過計(jì)算出臨界冷卻速度 Rc 可以知道非晶形成能力。在一個(gè)合金中，如果引入多種化學(xué)特性不同的原子，這些原子不能適應(yīng)晶體非平衡節(jié)點(diǎn)的有限數(shù)量，那么最終將擾亂合金結(jié)晶的趨勢，進(jìn)而形成非晶結(jié)構(gòu)。粘度 η反映了單個(gè)原子運(yùn)動(dòng)是周圍原子所強(qiáng)加的摩檫力 大小， η越大，原子擴(kuò)散阻力越大，從而抑制晶核的形成與長大，提高過冷液體的穩(wěn)定性，形成非晶體。但是對于單組元金屬來說，其晶化凝固是一個(gè)同素異構(gòu)的轉(zhuǎn)變過程，沒有成分的變化，再加上金屬鍵的無方向性，原子只需在近程調(diào)整位置即可晶化，所以此類晶化過程幾乎不可以抑制。 當(dāng)合金有兩種元素等原子比混合時(shí)其合金熔體的混 合熵為 ，由五種元素組成的等原子比合金熔體的混合熵達(dá)到了 ，但是一般金屬合金的熔化熵為 1R 左右。所以再熔點(diǎn)溫度以下，液體就有結(jié)晶的趨勢，根據(jù)熱力學(xué)第二定律，我們可以知道，在等溫等壓條件下，物質(zhì)系統(tǒng)總是自發(fā)的從自由能高的狀態(tài)向自由能低的狀態(tài)轉(zhuǎn)變。到目前為止，新型非晶合金的文章大約發(fā)表了有 180 多篇。在眾多非晶態(tài)合金的制造工藝技術(shù)中，熔體快淬技術(shù)是實(shí)現(xiàn)工業(yè)化大生產(chǎn)的一種有效技術(shù)，與傳統(tǒng)冶金工藝（如硅鋼）相比，它省去了硅鋼合金十多道復(fù)雜的加工 工序，只要冶煉好母合金，便可一步成材，從而可節(jié)省加工過程中 80%的能耗。在中國大陸最早開始研究新型非晶合金的應(yīng)該是北京科技大學(xué)張勇教授，清華大學(xué)的劉源也在 20xx 年開始了新型非晶合金的研究，吉林大學(xué)趙明等人也開始研究高熵輕合金的組織及性能特點(diǎn)。 新型非晶合金的概念最早中國臺(tái)灣清華大學(xué)的科學(xué)家葉均蔚于 1996 年提出并進(jìn)南昌航空大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 4 行研究，但是直到 20xx 年才有相應(yīng)的研究結(jié)果發(fā)表出來。而金屬合金由于其內(nèi)部金屬鍵的無方向性和飽和性，極容易結(jié)晶，而且晶體結(jié)構(gòu)很簡單，所以研究人員認(rèn)為金屬是不能制成非晶態(tài)的。而航空航天工業(yè)對所用隔熱材料的重量和體積要求南昌航空大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 3 較為苛刻，往往還要求它兼有隔音、減振、防腐蝕等性能。 一系列實(shí)驗(yàn)的完成對今后的非晶態(tài)合金的研究有很大 的助益，高熵鐵基非晶合金的研究還處于一個(gè)比較新的階段，而導(dǎo)熱性能的研究更是很少被涉及。由于新型非晶合金的應(yīng)用潛力多元化，面對的產(chǎn)業(yè)也多元化，因此傳統(tǒng)合金工業(yè)的升級及高科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也將為新 型非晶合金開辟無限發(fā)揮的空間，這無疑對傳統(tǒng)冶金的鋼鐵行業(yè)的提升具有重大意義。組態(tài)熵（ Sc）對非晶的形成與穩(wěn)定非晶重要。 C Key words: Febased amorphous alloy Heating treatment Crystallization Thermal conductivity property Signature of Supervisor: 南昌航空大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 目錄 1 引言 .................................................................................................... 1 選題的背景和意義 ................................................................................................. 1 高熵鐵基非晶合金的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及進(jìn)展 ..................................................... 3 非晶合金的形成基本理論 ..................................................................................... 5 非晶合金形成理論 ........................................................................................ 5 非晶合金的形成熱力學(xué)原理 ....................................................................... 5 非晶形成的動(dòng)力學(xué)原理 ............................................................................... 6 非晶形成的晶體學(xué)原理 ............................................................................... 8 非晶合金的玻璃形成能力 ..................................................................................... 8 非晶合金的晶化行為和結(jié)構(gòu)弛豫 ......................................................................... 9 非晶合金的晶化 ........................................................................................... 9 非晶合金晶化形核及長大速率 ................................................................... 9 非晶合金晶化方法 ..................................................................................... 10 非晶合金的結(jié)構(gòu)弛豫 ................................................................................. 10 非晶合金的制備方法 ........................................................................................... 11 非晶合金的導(dǎo)熱性能研究及非晶合金的運(yùn)用 ................................................... 11 2 研究的主要內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)方法 ........................................................ 14 實(shí)驗(yàn)方向 ............................................................................................................... 14 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及測試儀器 ........................................................................................... 14 實(shí)驗(yàn)方案 ............................................................................................................... 15 實(shí)驗(yàn)步驟 ..................................................................................................... 15 試樣制備 ..................................................................................................... 16 Xray 衍射試驗(yàn) ........................................................................................ 17 差熱分析測定玻璃轉(zhuǎn)化溫度變 ................................................................. 18 非晶合金晶化 ............................................................................................. 19 金相試樣的制備及觀察 ............................................................................. 19 合金導(dǎo)熱性能實(shí)驗(yàn) ..................................................................................... 21 3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 .................................................................................. 23 非晶合金的 XRD 分析 ......................................................................................... 23 非晶合金的 DSC 分析 .......................................................................................... 23 南昌航空大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 非晶合金的導(dǎo)熱性能分析 ................................................................................. 26 合金導(dǎo)熱性能線型圖分析 ....................................................................... 26 合金導(dǎo)熱性能柱狀圖分析 ....................................................................... 28 Fe28Co20Cr15Mo14C15B6Y2 合金金相、 XRD 與導(dǎo)熱性能分析 ............... 32 4 結(jié)論 ..........................................................................