合金体系的本征参数对其玻璃化和反玻璃化的影响

论文题目: 合金体系的本征参数对其玻璃化和反玻璃化的影响

论文类型: 博士论文

论文专业: 材料学

作者: 方守狮

导师: 董远达

关键词: 金属玻璃,玻璃化能力,反玻璃化倾向,化学有序焓,拓扑有序焓,本征参数

文献来源: 上海大学

发表年度: 2005

论文摘要: 自20世纪60年代美国加州理工大学的Duwez等人采用熔体快速冷却方法首先制得了Au-Si金属玻璃后,金属玻璃以其独特的物理性能、化学性能、机械性能和防腐蚀性能而引起了科学工作者广泛的关注和极大的兴趣。特别是20世纪80年代后期,多组元大块金属玻璃的开发突破了传统金属玻璃在尺寸上的限制而使金属玻璃具有广阔的应用前景。然而,对于什么样的合金体系可以形成金属玻璃(即合金系的玻璃化能力问题)和什么样的金属玻璃最稳定(即反玻璃化倾向问题)仍然是金属玻璃研究领域目前尚未完全解决的基本问题。虽然关于金属玻璃的形成有混乱准则、共晶准则、原子尺寸差准则、非晶形成焓准则等在一定范围内适用的诸多理论,但是仍然没有一个统一的理论或者一个普适的参数来表征合金的玻璃化能力。本文根据Miedema模型,研究了二元合金系或多元合金系的非晶形成焓、固溶体形成焓、金属间化合物形成焓与玻璃化能力的关系,提出了一个较为普适的参数,并给出了多元合金系的原子本征参数(如等效原子尺寸差、等效电负性差等)的一种表达方法,研究了原子本征参数对多元合金的玻璃化能力和非晶合金的反玻璃化倾向的影响。论文主要研究内容和得到的结论有以下几点:1根据金属间化合物与固溶体合金的差别主要在于合金结构的化学有序程度,金属间化合物与金属玻璃的差别主要在于合金结构的拓扑有序程度这一观点,提出化学有序焓与拓扑有序焓之比φ来表征多元合金系合金间玻璃形成能力的相对大小。利用真空吸铸法和水淬法制备了二元系(Zr-Cu, Ni-Nb)和多元系(Zr-基、La-基,Sm-基等)大块金属玻璃,研究了φ值与多元合金系的玻璃形成能力的关系,并分析了小尺寸原子Be和低熔点原子Ce对合金玻璃化的影响。2对于ZrxCu1-x二元合金,根据非晶形成条件φ>1得到非晶形成范围为Zr含量x=0.05～0.88。大块非晶形成范围为Zr含量x=0.35～0.55,由此确定的形成条件为φ>3.1。对于NixNb1-x二元合金,根据非晶形成条件φ>1得到非晶形成范围为Ni含量x=0.26～0.89。由实验结果确定的大块非晶范围为0.615～0.625,由此确定的形成条件为φ>1.84。3 Zr-Cu-Al三元合金系形成大块金属玻璃时φ值满足φ>1.2,而且玻璃化能力基本上随φ值增加而增加;Zr-Al-Ni-Cu-Be和Zr-Ti-Ni-Cu-Be多元系形成大块金属玻璃时,φ值大于1.464。La-Al-Ni和La-Al-Cu三元合金系、La-Al-Ni-Cu多元系形成大块金属玻璃时,

论文目录:

中文摘要

英文摘要

本论文工作的主要创新点

第一章 绪论

1.1 合金玻璃化能力

1.2 键参数对合金玻璃化能力和反玻璃化倾向的影响

1.3 本文研究内容、研究目的和研究意义

参考文献

第二章 非晶合金试样的制备方法和测试原理

2.1 合金体系的选择

2.2 样品制备方法所用主要设备和用途

2.3 金属玻璃的主要测试手段及其基本原理

参考文献

第三章 二元合金系玻璃化能力

3.1 合金玻璃化能力的表征参数

3.2 Zr-Cu 二元合金系

3.3 Ni-Nb 二元合金系

3.4 本章小结

参考文献

第四章 多元合金系玻璃化能力研究

4.1 Zr-，La-，Sm-基多元非晶形成体系玻璃化能力与热力学参数的相关

4.2 Zr-，La-，Sm-基多元非晶形成体系玻璃化能力与本征参数的相关性

4.3 本章小结

参考文献

第五章 合金本征参数与反玻璃化倾向的相关性

5.1 金属玻璃的反玻璃化倾向及其影响因素概述

5.2 Zr-和Ln-基非晶合金的晶化激活能与本征原子参数的关系

5.3 多元系非晶合金晶化温度和Kauzmann 温度与本征参数的关系

5.4 晶化温度及理想玻璃温度与多元非晶合金体系空位形成焓的关系

5.5 本章小结

参考文献

第六章 结论

攻读博士期间发表的论文

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发布时间: 2006-12-12

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