铸锭凝固组织对相应非晶合金晶化过程中二十面体准晶相形成动力学的影响

同育全; 申宝成; 甘玉生; 闫志杰

doi:10.7498/aps.54.4556

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铸锭凝固组织对相应非晶合金晶化过程中二十面体准晶相形成动力学的影响

同育全 , 申宝成 , 甘玉生 , 闫志杰

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铸锭凝固组织对相应非晶合金晶化过程中二十面体准晶相形成动力学的影响

同育全, 申宝成, 甘玉生, 闫志杰

物理学报, 2005, 54(10): 4556-4561.

doi: 10.7498/aps.54.4556

Influence of the ingot solidification microstructure on the formation kinetics of icosahedral quasicrystalline phase during the crystallization of the corresponding amorphous alloy

Tong Yu-Quan, Shen Bao-Cheng, Gan Yu-Sheng, Yan Zhi-Jie

Acta Phys. Sin., 2005, 54(10): 4556-4561.

doi: 10.7498/aps.54.4556

摘要
通过在真空电弧熔炼炉内对合金铸锭进行反复熔炼处理，获得到了凝固组织不同的Zr65Al7.5Cu12.5Ni10Ag5合金铸锭.在相同的制备条件下，由凝固组织不同的合金铸锭通过吸铸法制备得到了薄片非晶合金.利用差示扫描量热法(DSC)对非晶合金的晶化动力学进行了分析.x射线衍射谱表明，在Zr65Al7.5Cu12.5Ni10Ag5非晶合金晶化过程中，二十面体准晶相(I相)作为初生相析出.Kissinger分析结果表明，合金铸锭的凝固组织细化，相对应的非晶合金发生晶化时，I相形成与分解的有效激活能都增大，说明非晶合金及析出的I相的热稳定性都提高.从结构的遗传性角度就合金铸锭凝固组织对相应非晶合金晶化过程中二十面体准晶相的形成动力学的影响进行了讨论.

关键词:
二十面体准晶相 /

晶化动力学 /

凝固组织
Abstract
Zr65Al7.5Cu12.5Ni10Ag5 ingots with different solidification microstructures are obtained by repeated arc melting of origin ingots. Under the same conditions, slices of amorphous alloys can be produced by suction casting in a copper mold. Differential scanning calorimetry (DSC) is employed to investigate the crystallization kinetics of the amorphous alloys. X-ray diffraction patterns (XRD) show that icosahedral quasicrystalline phase (I-phase) precipitates as primary phase during the crystallization of Zr65Al7.5Cu12.5Ni10Ag5 amorphous alloys. The results of Kissinger analyses suggest that the amorphous alloys made from the ingot with finer microstructure show better thermal stability, and that the I-phase precipitated becomes more stable against decomposition. Within the frame of structure heredity, the influence of ingot microstructure on the formation kinetics of I-phase during the crystallization of corresponding amorphous alloys is discussed.

Keywords:
Icosahedral quasicrystalline phase /

crystallization kinetics /

solidification microstructure
作者及机构信息
同育全¹,

申宝成¹,

甘玉生¹,

闫志杰²

(1)太原科技大学材料科学与工程学院，太原 030024; (2)太原科技大学材料科学与工程学院，太原 030024;上海交通大学材料科学与工程学院，上海 200030

基金项目: 国家自然科学基金(批准号：50071032)，山西省自然科学基金(批准号：20051032)和山西省青年学术带头人基金和太原科技大学博士基金资助项目.
Authors and contacts
Tong Yu-Quan¹,

Shen Bao-Cheng¹,

Gan Yu-Sheng¹,

Yan Zhi-Jie²

(1)太原科技大学材料科学与工程学院，太原 030024; (2)太原科技大学材料科学与工程学院，太原 030024;上海交通大学材料科学与工程学院，上海 200030
参考文献

施引文献

[1]	满田囡, 张林, 项兆龙, 王文斌, 高建文, 王恩刚. 添加Ti对Al-Bi难混溶合金组织和性能的影响. 物理学报, 2018, 67(3): 036101. doi: 10.7498/aps.67.20172256
[2]	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
[3]	王理林, 王志军, 林鑫, 王锦程, 黄卫东. 冷却速率对温敏聚N-异丙基丙烯酰胺胶体结晶过程的影响. 物理学报, 2016, 65(10): 106403. doi: 10.7498/aps.65.106403
[4]	徐志欣, 李家云, 孙民华, 姚秀伟. 非晶纳米Ni500团簇等温晶化过程中的结构与动力学研究. 物理学报, 2013, 62(18): 186101. doi: 10.7498/aps.62.186101
[5]	陈青, 孙民华. 分子动力学模拟尺寸对纳米Cu颗粒等温晶化过程的影响. 物理学报, 2013, 62(3): 036101. doi: 10.7498/aps.62.036101
[6]	苑轶, 李英龙, 王强, 刘铁, 高鹏飞, 赫冀成. 强磁场对Mn-Sb包晶合金相变及凝固组织的影响. 物理学报, 2013, 62(20): 208106. doi: 10.7498/aps.62.208106
[7]	陈青, 王淑英, 孙民华. 纳米Cu颗粒等温晶化过程的分子动力学模拟研究. 物理学报, 2012, 61(14): 146101. doi: 10.7498/aps.61.146101
[8]	郑天祥, 钟云波, 孙宗乾, 王江, 吴秋芳, 冯美龙, 任忠鸣. 电磁复合场对Zn-10 wt%Bi过偏晶合金凝固组织的影响. 物理学报, 2012, 61(23): 238501. doi: 10.7498/aps.61.238501
[9]	闫娜, 王伟丽, 代富平, 魏炳波. 三元Co-Cu-Pb偏晶合金的快速凝固组织形成规律研究. 物理学报, 2011, 60(3): 036402. doi: 10.7498/aps.60.036402
[10]	陈谷然, 宋超, 徐骏, 王旦清, 徐岭, 马忠元, 李伟, 黄信凡, 陈坤基. 脉冲激光晶化超薄非晶硅膜的分子动力学研究. 物理学报, 2010, 59(8): 5681-5686. doi: 10.7498/aps.59.5681
[11]	黄锋, 邸洪双, 王广山. 用元胞自动机方法模拟镁合金薄带双辊铸轧过程凝固组织. 物理学报, 2009, 58(13): 313-S318. doi: 10.7498/aps.58.313
[12]	方祺, 王庆, 赵哲龙, 董远达. Nb添加对Cu-Zr非晶合金玻璃转变和晶化动力学的影响. 物理学报, 2007, 56(3): 1292-1296. doi: 10.7498/aps.56.1292
[13]	庞雪君, 王强, 王春江, 王亚勤, 李亚彬, 赫冀成. 强磁场对铝合金中溶质组元分布状态的影响效果. 物理学报, 2006, 55(10): 5129-5134. doi: 10.7498/aps.55.5129
[14]	闫志杰, 李金富, 王鸿华, 周尧和. Zr60Al15Ni25大块非晶合金晶化动力学研究. 物理学报, 2003, 52(8): 1867-1870. doi: 10.7498/aps.52.1867
[15]	张鹏, 杜云慧, 曾大本. 电磁-机械复合场对合金凝固组织影响的研究. 物理学报, 2002, 51(3): 696-699. doi: 10.7498/aps.51.696
[16]	陈立凡, 陈熙琛. Al-Cu-Fe二十面体准晶的深过冷研究. 物理学报, 1996, 45(1): 169-176. doi: 10.7498/aps.45.169
[17]	. 一维晶化束的非线性动力学(Ⅲ). 物理学报, 1990, 39(8): 25-31. doi: 10.7498/aps.39.25-2
[18]	. 一维晶化束的非线性动力学(Ⅱ). 物理学报, 1990, 39(8): 18-24. doi: 10.7498/aps.39.18
[19]	. 一维晶化束的非线性动力学(Ⅰ). 物理学报, 1990, 39(8): 7-17. doi: 10.7498/aps.39.7
[20]	邬钦祟, 王元生, 吴自勤, 何怡贞. 急冷Al80Mn20合金准晶T相的晶化动力学. 物理学报, 1988, 37(5): 796-803. doi: 10.7498/aps.37.796

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物理学报. 2005, 54(10): 4556-4561.

doi: 10.7498/aps.54.4556.

铸锭凝固组织对相应非晶合金晶化过程中二十面体准晶相形成动力学的影响

1. (1)太原科技大学材料科学与工程学院，太原 030024; (2)太原科技大学材料科学与工程学院，太原 030024;上海交通大学材料科学与工程学院，上海 200030

基金项目: 国家自然科学基金(批准号：50071032)，山西省自然科学基金(批准号：20051032)和山西省青年学术带头人基金和太原科技大学博士基金资助项目.

收稿日期: 2005-01-07
修回日期: 2005-02-21
刊出日期: 2005-05-05

摘要: 通过在真空电弧熔炼炉内对合金铸锭进行反复熔炼处理，获得到了凝固组织不同的Zr65Al7.5Cu12.5Ni10Ag5合金铸锭.在相同的制备条件下，由凝固组织不同的合金铸锭通过吸铸法制备得到了薄片非晶合金.利用差示扫描量热法(DSC)对非晶合金的晶化动力学进行了分析.x射线衍射谱表明，在Zr65Al7.5Cu12.5Ni10Ag5非晶合金晶化过程中，二十面体准晶相(I相)作为初生相析出.Kissinger分析结果表明，合金铸锭的凝固组织细化，相对应的非晶合金发生晶化时，I相形成与分解的有效激活能都增大，说明非晶合金及析出的I相的热稳定性都提高.从结构的遗传性角度就合金铸锭凝固组织对相应非晶合金晶化过程中二十面体准晶相的形成动力学的影响进行了讨论.

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Influence of the ingot solidification microstructure on the formation kinetics of icosahedral quasicrystalline phase during the crystallization of the corresponding amorphous alloy

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作者及机构信息

(1)太原科技大学材料科学与工程学院，太原 030024; (2)太原科技大学材料科学与工程学院，太原 030024;上海交通大学材料科学与工程学院，上海 200030

Authors and contacts

(1)太原科技大学材料科学与工程学院，太原 030024; (2)太原科技大学材料科学与工程学院，太原 030024;上海交通大学材料科学与工程学院，上海 200030

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Influence of the ingot solidification microstructure on the formation kinetics of icosahedral quasicrystalline phase during the crystallization of the corresponding amorphous alloy

1.
(1)太原科技大学材料科学与工程学院，太原 030024; (2)太原科技大学材料科学与工程学院，太原 030024;上海交通大学材料科学与工程学院，上海 200030

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(1)太原科技大学材料科学与工程学院，太原 030024; (2)太原科技大学材料科学与工程学院，太原 030024;上海交通大学材料科学与工程学院，上海 200030

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Influence of the ingot solidification microstructure on the formation kinetics of icosahedral quasicrystalline phase during the crystallization of the corresponding amorphous alloy

1. (1)太原科技大学材料科学与工程学院，太原 030024; (2)太原科技大学材料科学与工程学院，太原 030024;上海交通大学材料科学与工程学院，上海 200030

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