论文摘要
本论文对Al-Ni-La, Al-Ni-La-Cu以及Al-Ni-La-Zr合金系的非晶形成能力进行了评估,采用单辊甩带法制备出了这三种合金体系的非晶薄带。采用示差热分析(DSC和DTA)对所制备的非晶合金的热力学行为进行了系统研究,探讨了添加元素Cu和Zr及其含量对Al-Ni-La基非晶的形成能力和热力学性能的影响,同时对Al88-xNi6La6Cux(X=0,2)非晶的晶化过程进行了研究。在此基础上,采用电化学方法研究了上述三种合金体系的腐蚀性能,分析了晶化过程对Al88-xNi6La6Cux(X=0,2)非晶腐蚀行为的影响,探讨了Cu和Zr元素及其含量对Al-Ni-La基非晶的腐蚀性能的影响及其机理。研究结果表明,使用MS法制备的Al88Ni6La6非晶薄带,其玻璃转变温度(Tg)为224°C,该非晶的晶化过程为两步晶化,第一步晶化发生在233°C,其晶化相主要为面心立方的Al,第二步晶化发生在333°C,除面心立方的Al外,还有Al3Ni、Al11La3相析出。合金元素Cu和Zr的非晶形成能力和热力学性能会产生重要影响,在Al88Ni6La6合金加入2 at.%Cu替代Al,使该非晶的玻璃转变不明显,晶化温度有所提高,晶化过程更加复杂,晶化产物增多。Zr的加入能提高Al86Ni9La5非晶的热稳定性和非晶形成能力,但Zr含量过高(如超过5at.%),又会使该合金的非晶形成能力下降。晶化过程对非晶合金的腐蚀性能有重要影响,在0.01mol·L-1碱性NaCl溶液中,部分晶化的Al88Ni6La6合金表现出更好的抗腐蚀性能,完全晶化的Al88Ni6La6合金的抗腐蚀能力最差。而对于Al86Ni6La6Cu2非晶,部分晶化和完全晶化后,合金抗腐蚀性能均有所降低。合金化学成分对非晶的腐蚀性能有重要影响,在Al88Ni6La6加入2at.%Cu,能促进钝化膜的形成,从而提高了Al88Ni6La6非晶合金在0.01mol·L-1碱性NaCl溶液中的抗腐蚀能力。同时,晶化后,在Al88Ni6La6和Al86Ni6La6Cu2晶基底上析出了组成不同的晶化相,这些相的电化学性质不同,从而造成两种合金的部分晶化后的腐蚀行为的差异。在Al-Ni-La体系中加入Zr元素,能改善该非晶合金的耐腐蚀性能,而且,随着Zr的含量的增加,该非晶在0.01mol·L-1碱性NaCl溶液中抗腐蚀性能不断增强。
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