搜索

文章查询

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

1 at% Ag替代Zr57Cu20Al10Ni8Ti5 金属玻璃中各组元对玻璃形成能力及热稳定性的作用分析

崔晓 徐保臣 王知鸷 王丽芳 张博 祖方遒

1 at% Ag替代Zr57Cu20Al10Ni8Ti5 金属玻璃中各组元对玻璃形成能力及热稳定性的作用分析

崔晓, 徐保臣, 王知鸷, 王丽芳, 张博, 祖方遒
PDF
导出引用
导出核心图
  • 以1 at% Ag元素分别等量替代Zr57Cu20Al10Ni8Ti5 金属玻璃的各个组元, 利用差示扫描量热升温分析获得不同试样的热力学参数, 并结合不同尺寸(Φ8, Φ10, Φ12)吸铸试样的X-射线衍射分析结果, 考察、验证元素替代后合金的实际玻璃形成能力及热稳定性的变化规律. 经比较发现, Ag替代Ti元素, 其玻璃形成能力显著提高(直径实际增大4 mm), 同时热稳定性也明显改善, 且临界冷却速率也明显降低, 而Ag替代其他组元却无明显规律.针对玻璃形成能力的相关数据比较分析表明, 本文结果未显示符合其Inoue的尺寸准则, 混合焓判据也未显示出明显符合的现象. 通过对堆垛密度的计算发现, 1 at% Ag替代Ti元素后使金属玻璃体系内部的堆垛密度增加. 通过动力学分析, 从晶化激活能、晶化反应速率常数两方面探讨了元素替代对玻璃形成能力和热稳定性的作用机理.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 50971053)和国家重点基础研究发展计划(批准号:2012CB825702)资助的课题.
    [1]

    Clement W, Willens R H, Duwez P 1960 Nature 187 869

    [2]

    Chen H S, Krause J T, Coleman E 1975 J. Non-Cryst. Solids 18 157

    [3]

    Xing L Q, Ochin P, Harmelin M, Faudot F, Bigot J, Chevalier J P 1996 Mater. Sci. Eng. A 220 155

    [4]

    Inoue A 2000 Acta Mater. 48 279

    [5]

    Liu Y H, Wang G, Wang R J, Zhao D Q, Pan M X, Wang W H 2007 Science 315 1385

    [6]

    Inoue A, Nishiyama N, Kimura H 1997 Mater. Trans. JIM 38 179

    [7]

    Dai C L, Guo H, Shen Y, Li Y, Ma E, Xu J 2006 Scr. Mater. 54 1403

    [8]

    Zhang B, Zhao D Q, Pan M X, Wang W H, Greer A L 2005 Phys. Rev. Lett. 94 205502

    [9]

    Ponnambalam V, Poon S J, Shiflet G J 2004 J. Mater. Res. 19 1320

    [10]

    Wang W H 2007 Prog. Mater. Sci. 52 540

    [11]

    Zhang H, Zhang G Y, Yang S, Wu D, Qi K Z 2008 Acta Phys. Sin. 57 7822 (in Chinese) [张辉, 张国英, 杨爽, 吴迪, 戚克振 2008 物理学报 57 7822]

    [12]

    Popov V V, Tkatch V I, Rassolov S G, Aronin A S 2010 J. Non-Cryst. Solids 356 1344

    [13]

    González S, Figueroa I A, Zhao H, Davies H A, Todd I, Adeva P 2009 Intermetallics 17 968

    [14]

    Zhang B, Wang R J, Zhao D Q, Pan M X, Wang W H 2006 Acta Mater. 54 3025

    [15]

    Xia L, Ding D, Shan S T, Dong Y D 2007 Appl. Phys. Lett. 90 111903

    [16]

    Louzguine D V, Inoue A 2002 Appl. Phys. Lett. 81 2561

    [17]

    Turnbull D 1969 Contemp. Phys. 10 473

    [18]

    Inoue A, Zhang T, Masumoto T J 1993 J. Non-Cryst. Solids 156-158 473

    [19]

    Lu Z P, Liu C T 2002 Acta Mater. 50 3501

    [20]

    Inoue A, Shibata T, Zhang T 1995 Mater. Trans. JIM 36 1420

    [21]

    Senkov O N, Miracle D B 2001 Mater. Res. Bull. 36 2183

    [22]

    Takeuchi A, Inoue A 2005 Mater. Trans. JIM 46 2817

    [23]

    Zhang A L, Chen D, Chen Z H 2010 Intermetallics 18 74

    [24]

    Wang W H, Lewandowski J J, Greer A L 2005 J. Mater. Res. 20 2307

    [25]

    Lin X H, Johnson W L 1995 J. Appl. Phys. 78 6514

    [26]

    Lu Z P, Liu C T 2004 J. Mater. Sci. 39 3965

    [27]

    Men H, Hu Z Q, Xu J 2002 Scripta Mater. 46 699

    [28]

    Kissinger H E 1956 J. Res. Natl. Bur. Stand. 57 217

    [29]

    Kissinger H E 1957 Anal. Chem. 29 1702

    [30]

    Xia L, Dong Y D 2006 Mod. Phys. Lett. B 20 225

    [31]

    Chen Z H, Liu L J, Zhang B, Xi Y, Wang Q, Zu F Q 2004 Acta Phys. Sin. 53 3839 (in Chinese) [陈志浩, 刘兰俊, 张博, 席赟, 王强, 祖方遒 2004 物理学报 53 3839]

    [32]

    Fang Q, Wang Q, Zhao Z L, Dong Y D 2007 Acta Phys. Sin. 56 1292 (in Chinese) [方祺, 王庆, 赵哲龙, 董远达 2007 物理学报 56 1292]

    [33]

    Mitrovic N, Roth S, Eckert J 2001 Appl. Phys. Lett. 78 2145

    [34]

    Zhuang Y X, Wang W H, Zhang Y, Pan M X, Zhao D Q 1999 Appl. Phys. Lett. 75 2392

  • [1]

    Clement W, Willens R H, Duwez P 1960 Nature 187 869

    [2]

    Chen H S, Krause J T, Coleman E 1975 J. Non-Cryst. Solids 18 157

    [3]

    Xing L Q, Ochin P, Harmelin M, Faudot F, Bigot J, Chevalier J P 1996 Mater. Sci. Eng. A 220 155

    [4]

    Inoue A 2000 Acta Mater. 48 279

    [5]

    Liu Y H, Wang G, Wang R J, Zhao D Q, Pan M X, Wang W H 2007 Science 315 1385

    [6]

    Inoue A, Nishiyama N, Kimura H 1997 Mater. Trans. JIM 38 179

    [7]

    Dai C L, Guo H, Shen Y, Li Y, Ma E, Xu J 2006 Scr. Mater. 54 1403

    [8]

    Zhang B, Zhao D Q, Pan M X, Wang W H, Greer A L 2005 Phys. Rev. Lett. 94 205502

    [9]

    Ponnambalam V, Poon S J, Shiflet G J 2004 J. Mater. Res. 19 1320

    [10]

    Wang W H 2007 Prog. Mater. Sci. 52 540

    [11]

    Zhang H, Zhang G Y, Yang S, Wu D, Qi K Z 2008 Acta Phys. Sin. 57 7822 (in Chinese) [张辉, 张国英, 杨爽, 吴迪, 戚克振 2008 物理学报 57 7822]

    [12]

    Popov V V, Tkatch V I, Rassolov S G, Aronin A S 2010 J. Non-Cryst. Solids 356 1344

    [13]

    González S, Figueroa I A, Zhao H, Davies H A, Todd I, Adeva P 2009 Intermetallics 17 968

    [14]

    Zhang B, Wang R J, Zhao D Q, Pan M X, Wang W H 2006 Acta Mater. 54 3025

    [15]

    Xia L, Ding D, Shan S T, Dong Y D 2007 Appl. Phys. Lett. 90 111903

    [16]

    Louzguine D V, Inoue A 2002 Appl. Phys. Lett. 81 2561

    [17]

    Turnbull D 1969 Contemp. Phys. 10 473

    [18]

    Inoue A, Zhang T, Masumoto T J 1993 J. Non-Cryst. Solids 156-158 473

    [19]

    Lu Z P, Liu C T 2002 Acta Mater. 50 3501

    [20]

    Inoue A, Shibata T, Zhang T 1995 Mater. Trans. JIM 36 1420

    [21]

    Senkov O N, Miracle D B 2001 Mater. Res. Bull. 36 2183

    [22]

    Takeuchi A, Inoue A 2005 Mater. Trans. JIM 46 2817

    [23]

    Zhang A L, Chen D, Chen Z H 2010 Intermetallics 18 74

    [24]

    Wang W H, Lewandowski J J, Greer A L 2005 J. Mater. Res. 20 2307

    [25]

    Lin X H, Johnson W L 1995 J. Appl. Phys. 78 6514

    [26]

    Lu Z P, Liu C T 2004 J. Mater. Sci. 39 3965

    [27]

    Men H, Hu Z Q, Xu J 2002 Scripta Mater. 46 699

    [28]

    Kissinger H E 1956 J. Res. Natl. Bur. Stand. 57 217

    [29]

    Kissinger H E 1957 Anal. Chem. 29 1702

    [30]

    Xia L, Dong Y D 2006 Mod. Phys. Lett. B 20 225

    [31]

    Chen Z H, Liu L J, Zhang B, Xi Y, Wang Q, Zu F Q 2004 Acta Phys. Sin. 53 3839 (in Chinese) [陈志浩, 刘兰俊, 张博, 席赟, 王强, 祖方遒 2004 物理学报 53 3839]

    [32]

    Fang Q, Wang Q, Zhao Z L, Dong Y D 2007 Acta Phys. Sin. 56 1292 (in Chinese) [方祺, 王庆, 赵哲龙, 董远达 2007 物理学报 56 1292]

    [33]

    Mitrovic N, Roth S, Eckert J 2001 Appl. Phys. Lett. 78 2145

    [34]

    Zhuang Y X, Wang W H, Zhang Y, Pan M X, Zhao D Q 1999 Appl. Phys. Lett. 75 2392

  • [1] 白海洋, 汤美波, 汪卫华, 王万录, 余 鹏. 具有优良玻璃形成能力添加Al的CuZr基大块金属玻璃. 物理学报, 2005, 54(7): 3284-3289. doi: 10.7498/aps.54.3284
    [2] 郭古青, 杨亮, 张国庆. Zr48Cu45Al7大块金属玻璃的原子结构研究. 物理学报, 2011, 60(1): 016103. doi: 10.7498/aps.60.016103
    [3] 马朝利, 夏明许, 孟庆格, 张曙光, 李建国. 金属玻璃形成液体的热力学特性. 物理学报, 2006, 55(12): 6543-6549. doi: 10.7498/aps.55.6543
    [4] 沈 祥, 聂秋华, 徐铁峰, 高 媛. Er3+/Yb3+共掺碲钨酸盐玻璃的光谱性质和热稳定性的研究. 物理学报, 2005, 54(5): 2379-2384. doi: 10.7498/aps.54.2379
    [5] 韦建军, 闫建成, 何智兵, 阳志林, 陈志梅, 唐永建. 玻璃微球表面辉光等离子体聚合物涂层的热稳定性研究. 物理学报, 2010, 59(11): 8005-8009. doi: 10.7498/aps.59.8005
    [6] 章向华, 张旭东, 徐铁峰, 聂秋华, 戴世勋, 沈 祥, 陆龙君. Er3+/Yb3+共掺碲硼硅酸盐玻璃的光谱性质和热稳定性研究. 物理学报, 2007, 56(3): 1758-1764. doi: 10.7498/aps.56.1758
    [7] 张辉, 张国英, 肖明珠, 路广霞, 张轲, 朱圣龙. 金属元素替代对Li4BN3H10储氢材料释氢影响机理的第一性原理研究. 物理学报, 2011, 60(4): 047109. doi: 10.7498/aps.60.047109
    [8] 李乡安, 龙志林, 彭建, 张平, 张志纯, 危洪清. 块体非晶合金的黏度与玻璃形成能力的关系. 物理学报, 2009, 58(4): 2556-2564. doi: 10.7498/aps.58.2556
    [9] 白海洋, 赵德乾, 潘明祥, 汪卫华, 李 正, 王万录. 永磁性Pr55Al12Fe30Cu3 大块金属玻璃. 物理学报, 2003, 52(3): 652-655. doi: 10.7498/aps.52.652
    [10] 王敬丰, 柳 林, 蒲 健, 肖建中. 大块金属玻璃Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5的流变行为研究. 物理学报, 2004, 53(6): 1916-1922. doi: 10.7498/aps.53.1916
    [11] 王秀英, 王文魁, 刘日平, 孙力玲, 姚玉书, 张 君. 高压下Co在Zr46.75Ti8.25Cu7.5Ni10Be27.5大块金属玻璃过冷液相区中的扩散. 物理学报, 2004, 53(11): 3845-3848. doi: 10.7498/aps.53.3845
    [12] 白海洋, 陈兆甲, 潘明祥, 赵德乾, 汪卫华, 王万录, 李 正. 永磁性大块金属玻璃Nd60Al10Fe20Co10低 温磁性的研究. 物理学报, 2003, 52(6): 1461-1464. doi: 10.7498/aps.52.1461
    [13] 邓永和, 文大东, 彭超, 韦彦丁, 赵瑞, 彭平. 二十面体团簇的遗传:一个与快凝Cu56Zr44合金玻璃形成能力有关的动力学参数. 物理学报, 2016, 65(6): 066401. doi: 10.7498/aps.65.066401
    [14] 熊小涛, 朱逢吾, 滕蛟, 蔡建旺, 赖武彦. NiFe/FeMn双层膜交换偏置的形成及热稳定性研究. 物理学报, 2004, 53(1): 272-275. doi: 10.7498/aps.53.272
    [15] 陈志浩, 刘兰俊, 张 博, 席 赟, 王 强, 祖方遒. Zr-Al-Ni-Cu(Nb,Ti)大块非晶玻璃转变的动力学性质. 物理学报, 2004, 53(11): 3839-3844. doi: 10.7498/aps.53.3839
    [16] 李 岩, 陈庆永, 姜宏伟, 王艾玲, 郑 鹉. PtMn层厚度对NiFe/PtMn双层膜交换偏置形成及热稳定性的影响. 物理学报, 2006, 55(12): 6647-6650. doi: 10.7498/aps.55.6647
    [17] 张勤远, 林琼斐, 夏海平, 王金浩, 张约品. Ga2O3组分对Tm3+掺杂GeO2-Ga2O3-Li2O-BaO-La2O3玻璃的光谱性能影响. 物理学报, 2008, 57(4): 2554-2561. doi: 10.7498/aps.57.2554
    [18] 戴世勋, 张军杰, 胡丽丽, 姜中宏, 汪国年. Yb:铅锌镧碲酸盐玻璃的热学、光谱和激光性质. 物理学报, 2005, 54(4): 1854-1858. doi: 10.7498/aps.54.1854
    [19] 张凯旺, 孟利军, 李 俊, 刘文亮, 唐 翌, 钟建新. 碳纳米管内金纳米线的结构与热稳定性. 物理学报, 2008, 57(7): 4347-4355. doi: 10.7498/aps.57.4347
    [20] 张章, 熊贤仲, 乙姣姣, 李金富. Al-Ni-RE非晶合金的晶化行为和热稳定性. 物理学报, 2013, 62(13): 136401. doi: 10.7498/aps.62.136401
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  1197
  • PDF下载量:  565
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2012-04-17
  • 修回日期:  2012-07-06
  • 刊出日期:  2013-01-05

1 at% Ag替代Zr57Cu20Al10Ni8Ti5 金属玻璃中各组元对玻璃形成能力及热稳定性的作用分析

  • 1. 合肥工业大学材料科学与工程学院金属液/固加工研究所, 合肥 230009
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 50971053)和国家重点基础研究发展计划(批准号:2012CB825702)资助的课题.

摘要: 以1 at% Ag元素分别等量替代Zr57Cu20Al10Ni8Ti5 金属玻璃的各个组元, 利用差示扫描量热升温分析获得不同试样的热力学参数, 并结合不同尺寸(Φ8, Φ10, Φ12)吸铸试样的X-射线衍射分析结果, 考察、验证元素替代后合金的实际玻璃形成能力及热稳定性的变化规律. 经比较发现, Ag替代Ti元素, 其玻璃形成能力显著提高(直径实际增大4 mm), 同时热稳定性也明显改善, 且临界冷却速率也明显降低, 而Ag替代其他组元却无明显规律.针对玻璃形成能力的相关数据比较分析表明, 本文结果未显示符合其Inoue的尺寸准则, 混合焓判据也未显示出明显符合的现象. 通过对堆垛密度的计算发现, 1 at% Ag替代Ti元素后使金属玻璃体系内部的堆垛密度增加. 通过动力学分析, 从晶化激活能、晶化反应速率常数两方面探讨了元素替代对玻璃形成能力和热稳定性的作用机理.

English Abstract

参考文献 (34)

目录

    /

    返回文章
    返回