Al基合金的热稳定性与稀土基合金的非晶形成能力

论文摘要

铝基纳米晶和非晶合金由于具有较高的热稳定性、优良的力学性能和抗腐蚀性能等，在航天航空工业中获得广泛的应用。稀土基合金的特性能满足人们在特殊材料上的实际需求。本文利用机械合金化法制备Al-Fe-Zr-Ce纳米晶、非晶态合金；利用快速凝固法和机械合金化法制备RE-Fe-Zr-Al非晶态合金。对合金化过程中的结构演变采用XRD、DSC、SEM和热分析方法等检测手段进行分析，研究了球磨过程中混合粉末的微观结构和组织的变化、合金的热稳定性、Fe和Zr含量对Gd基合金的非晶形成能力的影响。结果表明：球磨200h后，Al82Fe5Zr5Ce8混合粉末形成非晶态合金，热分析表明，其晶化表现为两个连续晶化过程，用Kissinger方程计算的对应两个晶化温度的表观晶化激活能分别为Etx1=442．3kJ／mol、Etp1=475．6kJ／mol、Etx2=419．9kJ／mol、Etp2=408．8kJ／mol，制备的非晶态合金具有良好的热稳定性。球磨15h后，Gd60Fe30-XZrXAl10（x=5，10，20）合金形成非晶态；球磨23h后，Gd60Fe20Zr10Al10开始晶化。随Fe含量的增加，Zr含量的降低，Gd60Fe30-XZrXAl10（x=5，10，20）合金的非晶形成能力增强，非晶结构稳定性增强。用Miedema理论预测了Al-Fe-Zr-Ce和Gd-Fe-Zr-Al两个合金系的非晶形成范围，结果表明理论计算的结果与实验结果符合较好。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 非晶金属的特性
• 1.1.1 长程无序与短程有序
• 1.1.2 非晶态的结构模型
• 1.2 铝基非晶合金
• 1.2.1 铝基非晶态合金的开发历史
• 1.2.2 带有纳米fcc-Al颗粒的非晶Al合金
• 1.3 稀土基非晶合金发展简述
• 1.4 Miedema理论简介
• 1.5 本研究工作的目的、意义与及方法
• 参考文献
• 第二章 试验原理与方法
• 2.1 样品的制备
• 2.2 样品的测试原理
• 2.2.1 X-Ray衍射方法
• 2.2.2 差示扫描量热分析
• 2.2.3 扫描电子显微镜分析
• 参考文献
• 第三章 非晶合金Al-Fe-Zr-Ce的晶化动力学
• 3.1 引言
• 3.2 实验方法
• 3.3 Al-Fe-Zr-Ce系合金的制备和热稳定性分析
• 3.3.1 Al-Fe-Zr-Ce系合金的X射线分析
• 3.3.2 Al82Fe5Zr5Ce8非晶态合金的热稳定性分析
• 3.4 Miedema理论对Al基合金的非晶预测
• 3.5 结论
• 参考文献
• 第四章 稀土基合金的制备
• 4.1 引言
• 4.2 实验方法
• 4.3 结果分析
• 4.3.1 合金带的X射线衍射分析
• 4.3.2 Gd基非晶粉末的结构分析
• 4.4 Fe、Zr含量对GdFeZrAl四元合金非晶形成能力的影响
• 4.5 Gd基合金的Miedema理论分析
• 4.6 小结
• 参考文献
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录