铝基非晶的中程有序结构及其过热熔体脆性的研究

论文摘要

本文以铝基非晶为研究对象,通过X射线衍射（XRD）和结构分析软件等主要手段,系统的研究了Al-Ni-Pr非晶合金的中程有序结构。实验结果表明,Al100-xNi10Prx（x=3,5,7,9）四种非晶合金中都存在中程有序结构,其结构因子的预峰峰位随稀土元素Pr含量的增加而向小角度（小Q处）偏移,中程有序结构的结构单元尺寸R随稀土元素Pr含量增加而变大。同时通过差示扫描量热计（DSC）对Al-Ni-Pr非晶合金的非晶形成能力进行了计算,计算结果表明,随稀土元素Pr含量的增加,其约化玻璃转化温度升高,非晶形成能力提高。这与中程有序结构的变化趋势相同。由此可见,铝基非晶合金的中程有序结构与其非晶形成能力存在密切关系。 通过X射线衍射（XRD）、差示扫描量热计（DSC）、透射电子显微镜（TEM）、高分辨电镜（HRTEM）等主要手段对Al-Ni-Pr非晶合金的晶化过程的研究发现,Al87Ni10Pr3非晶合金的晶化过程归纳如下:非晶基体→非晶+fcc-Al→fcc-Al+Al3Ni+AlPr;而Al85Ni10Pr5非晶的晶化过程为:非晶基体→非晶+fcc-Al+Al3Ni+AlPr→fcc-Al+Al3Ni+AlPr。等温DSC实验结果表明,Al87Ni10Pr3非晶合金为初晶型晶化,而且其初晶相晶化为长大机制控制。 以铝镍基非晶形成熔体为研究对象,通过高温熔体粘度仪测量了铝镍基非晶形成熔体的粘度;利用熔甩法制备了铝镍基非晶薄带,并通过DSC对非晶薄带进行晶化,从而得到其玻璃转变的各种物理参数:使用了一个新参数——过热熔体脆性M来表征合金熔体的粘度在液相线温度处的相对变化率大小,进一步结合铝镍基非晶形成熔体的粘度结果及其非晶晶化的参数,通过计算结果发现,在铝镍基非晶合金中,过热熔体脆性M值越大,其非晶形成能力越小,因此我们可以将M看作一个衡量铝基非晶形成能力大小的新参数。

论文目录

• 目录
• 摘要
• ABSTRACT
• 本文创新与主要贡献
• 第一章 绪论
• 1.1 非晶态材料
• 1.2 铝基非晶的研究概况
• 1.3 中程有序结构的研究
• 1.3.1 中程有序（Medium-range order，MRO）的定义
• 1.3.2 中程有序研究概况
• 1.4 非晶形成熔体的脆性
• 1.4.1 动力学脆性
• 1.4.2 热力学脆性
• 1.4.3 液体脆性的研究现状
• 1.5 本文的研究的目的及意义
• 1.6 本文的研究内容
• 参考文献
• 第二章 试验研究方法
• 2.1 研究方法及技术路线
• 2.2 铝基非晶合金样品的制备
• 2.3 X射线衍射分析（XRD）
• 2.3.1 X射线衍射实验简介
• 2.3.2 X射线衍射实验数据的处理
• 2.4 差示扫描量热分析（DSC）
• 2.5 电镜分析（TEM和HRTEM）
• 2.6 液态粘度的测量
• 参考文献
• 第三章 铝基非晶的中程有序结构
• 3.1 引言
• 3.2 稀土元素Pr对Al-Ni-Pr非晶中程有序结构影响
• 3.3 Al-Ni-Pr非晶中程有序结构与非晶形成能力关系
• 3.4 本章小结
• 参考文献
• 第四章 Al-Ni-Pr非晶合金的晶化行为
• 4.1 引言
• 100-xNi₁₀Pr_x（x=3，5，7，9）非晶合金在连续加热条件下的晶化过程'>4.2 Al_100-xNi₁₀Pr_x（x=3，5，7，9）非晶合金在连续加热条件下的晶化过程
• 4.3 本章小结
• 参考文献
• 第五章 Al基非晶合金过热熔体脆性及其玻璃形成能力
• 5.1 引言
• 5.2 过热熔体脆性M的定义
• 5.3 几种铝基非晶合金的DSC分析
• 5.4 几种铝基非晶合金的过热熔体脆性
• 5.5 本章小结
• 参考文献
• 第六章 结论
• 致谢
• 附录