銅基非晶合金的制備及納米力學(xué)性能研究開題報(bào)告(編輯修改稿)
2025-02-17 18:29 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 動(dòng)的水中，以達(dá)到快速冷卻，形成大塊非晶合金的目的[3]。水淬法的優(yōu)點(diǎn)是其利用水來加快熔融合金的冷卻速度來獲得較大尺寸的銅基非晶合金。它的工藝容易控制且操作也較為簡(jiǎn)單。一般用來制備非晶形成能力很強(qiáng)的體系。但要在封閉的保護(hù)氣氛系統(tǒng)里制備試樣，設(shè)備比較昂貴，不利于氣體排出，導(dǎo)致氣體無法排出留在試樣內(nèi)成為缺陷。 感應(yīng)加熱銅模澆鑄法感應(yīng)加熱銅模澆鑄法是將金屬置于底部有小孔的石英管中，金屬在感應(yīng)線圈的作用下快速熔化，由于熔融合金表面的張力作用而不自動(dòng)滴漏，需要外加一個(gè)正氣壓使其加速滴漏進(jìn)入銅模。相比于電弧熔煉銅模吸鑄法 ，感應(yīng)加熱銅模澆鑄法具有銅模不被加熱 ，溫度可控性更強(qiáng)等特點(diǎn)[4]。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是銅模不被直接加熱且溫度可控性較強(qiáng)；缺點(diǎn)是在澆鑄時(shí)試樣容易混入氣體以氣孔的形式存在。 電弧熔煉銅模吸鑄法電弧熔煉銅模吸鑄法是在保護(hù)氣氛下利用電弧使合金迅速熔化，再通過負(fù)壓將金屬熔體吸人循環(huán)水冷卻的銅模之中，從而實(shí)現(xiàn)快速冷卻獲得大塊非晶的一種方法[4]。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是制備過程中氣氛壓力與大氣壓相差不大，沒有明顯的氣孔出現(xiàn)。工藝過程比較簡(jiǎn)單，也易于操作，但能夠制備的塊狀非晶合金的尺寸也受到冷卻速率的限制。當(dāng)樣品尺寸更進(jìn)一步增大時(shí)，合金的冷卻速度不能滿足形成大體積金屬玻璃的冷卻條件。 定向凝固法 定向凝固法可以連續(xù)獲得大塊非晶合金，它有兩個(gè)主要的控制參數(shù)，即定向凝固速率V和固液界面前沿液相溫度梯度G，定向凝固法的冷卻速率可以通過這兩個(gè)參數(shù)計(jì)算出來，即Rc=GV[5]。所以制備中要獲得較大尺寸的非晶合金的話就必須保證液相溫度梯度G增大、定向凝固速率加快。其中的G的大小主要受凝固設(shè)備限制，V受設(shè)備的融化速率限制。所以，定向凝固方法要求非晶形成能力強(qiáng)的合金才可以連續(xù)制備大塊非晶合金，因臨界冷卻速率較低，獲得的塊體非晶合金尺寸不會(huì)太大。銅基塊體非晶合金的性能及應(yīng)用 銅基非晶合金的力學(xué)性能 與其他晶態(tài)合金相比銅基非晶合金具有很高的強(qiáng)度、硬度和塑性等。如銅基非晶合金的抗壓斷裂強(qiáng)度可超過2000MPa，且具有明顯的塑性變形能力，這么高的抗壓斷裂強(qiáng)度是非晶形成能力最好的鋯基非晶合金所無法比擬的[3]。三元非晶合金Ca60Zr30Til0和Cu60 Hf25Til5在壓縮變形中，它們各自的楊氏模量、屈服強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度分別為124GPa，1940MPa，2110MPa和134GPa，2040MPa，2190Mpa[6]。以上表明銅基塊體非晶合金因所擁有的特點(diǎn)而成為優(yōu)于鋯基且具有優(yōu)良力學(xué)性能的新型材料。其應(yīng)用領(lǐng)域也將變得越來越廣泛。 銅基非晶合金的耐腐蝕性能銅基非晶合金最大的特點(diǎn)是單相的無定型結(jié)構(gòu)，冷凝過程中原子來不及擴(kuò)散使得原子呈長(zhǎng)程無序，短程有序排列和不存在平移對(duì)稱。因而塊體試樣中的化學(xué)成分非常均勻，無邊界，位錯(cuò)，層錯(cuò)等缺陷。在耐腐蝕性能上具有很大的作用，可以避免發(fā)生點(diǎn)腐蝕，晶間腐蝕等失效形式。銅基塊體非晶合金的應(yīng)用銅基非晶合金是具有高強(qiáng)度、高韌性等特性的非晶材料。由于價(jià)格低廉，已經(jīng)用于很多領(lǐng)域，如用非晶態(tài)合金制做的高耐磨音頻視頻磁頭在高檔錄音、錄相機(jī)中的廣泛使用；采用非晶絲復(fù)合強(qiáng)化的高爾夫球桿、釣魚桿已經(jīng)面市[6]。另外銅基非晶合金材料在體育、航空、軍事和工程等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。文獻(xiàn)綜述7 銅基非晶合金的表征目前銅基非晶合金的表征銅基非晶合金主要有：XRD、掃描電子顯微鏡(SEM)、DSC等手段。（1）利用XRD測(cè)量合金的X射線衍射譜，可以分析合金的相組成；（2）掃描電子顯微鏡觀察非
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