Zr41Ti14Cu13Ni10Be22泡沫非晶的制备及性能研究

论文摘要

本文利用真空氩弧熔炼炉制备的Zr41Ti14Cu13Ni10Be22大块非晶合金做预制体,含水B2O3做发泡剂,将预制体与发泡剂混合装入石英管并封装不同压强的氩气,使之在950℃保温30min后急冷,制备出具有典型泡沫结构的Zr基非晶态泡沫金属。利用X-Ray衍射仪、金相显微镜、洛氏硬度仪、Gleeble热模拟系统和DSC等进行研究分析,表征该Zr基非晶泡沫的微观结构与热力学性能。研究结果表明:当石英管内径为15mm,氩气气压为1.0Bar时,可以得到典型泡沫结构的Zr基非晶态泡沫金属。X-Ray衍射图中,该泡沫非晶没有晶化峰,保持了基体的非晶结构特性,从而达到了制备泡沫非晶的目的。阿基米德密度测量结果表明,对比密度为6.37g/cm3的Zr41Ti14Cu13Ni10Be22大块非晶合金,该泡沫非晶密度为5.45g/cm3,相对密度ρ/ρs为85.6%,有气孔存在,气孔率为14.4%。在硬度试验中,泡沫非晶的平均洛氏硬度为49.2,比原始非晶合金硬度53稍小。由Kissinger方程可得出泡沫非晶的玻璃转变激活能为143.90kJ/mol,晶化激活能为82.73kJ/mol和312.20kJ/mol。而作为泡沫预制体的Zr41Ti14Cu13Ni10Be22大块非晶合金则有3个晶化峰,相对应的晶化激活能分别为193.60kJ/mol,278.52kJ/mol,188.66 kJ/mol。在Gleeble实验中,泡沫非晶的屈服强度为75MPa,发生塑性变形,小于Zr41Ti14Cu13Ni10Be22的断裂强度1870MPa。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 导言
• 1.1 前言
• 1.2 泡沫金属
• 1.2.1 泡沫金属的制备技术
• 1.2.2 泡沫金属的结构特征
• 1.2.3 泡沫金属的应用
• 1.2.4 影响泡沫金属性能的因素
• 1.2.5 关于泡沫金属存在的问题
• 1.3 大块非晶合金的发展与研究现状
• 1.3.1 大块非晶合金的发展
• 1.3.2 大块非晶合金的性能
• 1.3.3 大块非晶的形成原理
• 1.3.4 制备大块非晶的方法
• 1.4 泡沫非晶
• 1.4.1 泡沫非晶的研究概要
• 1.4.2 泡沫非晶的性质
• 1.4.3 泡沫非晶的工艺及挑战
• 1.4.4 泡沫非晶的应用
• 1.5 选题意义和主要研究内容
• 1.5.1 选题意义
• 1.5.2 研究内容
• 第2章 实验设备及实验方法
• 2.1 材料的选择与制备
• 2.1.1 制备大块非晶预制体
• 2.1.2 真空氩弧熔炼
• 2.1.2 合金熔炼过程
• 2.1.3 注意事项
• 2.2 泡沫非晶的制备
• 2.2.1 原料封装
• 2.2.2 水淬实验
• 2.2.3 样品处理
• 2.3 分析仪器
• 2.3.1 X-射线衍射仪
• 2.3.2 金相显微镜
• 2.3.3 Gleeble 3500
• 2.3.4 DSC
• 2.3.5 其它设备
• 2.4 本章小结
• 第3章 实验结果及分析
• 3.1 样品标注及密度
• 3.2 X-ray 衍射图片分析
• 3.3 金相图片及分析
• 3.4 洛氏硬度
• 3.5 Gleeble 实验
• 3.6 DSC 分析
• 3.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
• 致谢
• 作者简介