非晶合金材料专业知识课件.ppt

非铁类金属基合金系年代铁类金属基合金系年代Mg-Ln-M(Ln镧系;Ni,Cu,Zn)1988Pd-Ni-Fe-P1997Ln-Ga-TM(Ⅵ-Ⅷ族过渡金属)1990Fe-(Al,Ga)-(P,C,B,Si,Ge)1995Zr-Al-TM1993Fe-(Nb,Mo)-(Al,Ga)-(P,C,B,Si)1995Zr-Ti-TM-Be1995Fe-(Zr,Hf,Nb)-B1996Pd-Cu-Ni-P1996Co-Zr,Hf,Nb)-B1996Pd-Cu-B-Si1996Ni-Zr,Hf,Nb)-B1996下表为典型块状非晶合金及其开发年代质点在三维空间排列没有规律性,即远程无序,不排除局部区域可能存在规则排列,即近程有序质点在三维空间作有规则的排列,即远程有序非晶态材料的结构特性图1气体、熔体、玻璃和晶体的X射线衍射图晶体:有序结构,当晶面满足布拉维衍射条件时,便会在特征角度出现尖锐的衍射峰气体:完全无序的结构,因而出现散射现象玻璃和熔体结构:存在相似性介于有序和无序之间的一种状态,衍射图谱呈弥散状衍射峰近程有序、远程无序在局部区域质点排列形式与晶体相似,但这种局部有规则排列区域是高度分散的非晶态材料的亚稳定性亚稳态是指该状态下系统的自由能比平衡态高,有向平衡态(晶态)转变的趋势。如何形成亚稳态(形成原因)非晶材料在制备过程中,因熔体急冷使体系粘度急剧增大,质点来不及作远程有序排列而玻璃化,其释放的能量较结晶潜热小,即非晶与晶体相比含有过剩的能量。非晶态的形成抑制熔体中的形核和长大,保持液态结构使非晶态亚稳结构在一定温度范围内保持稳定,不向晶态转化在晶态固体中引入或造成无序,使晶态转变为非晶态非晶形成能力及主要参数非晶的主要参数:Rc:非晶形成临界冷却速度tmax:非晶形成临界厚度玻璃转变温度Tg和熔点Tm,Tg/Tm:约化玻璃转变温度结晶温度TxΔTx=Tx-Tg:过冷液体温度区间不同成分非晶态金属临界冷却速度在102-107K/s间变化,多数非晶态合金在105-106K/s的冷却速度下制得非晶形成能力:1990年前发现的Fe基、Co基、Ni基非晶合金的临界冷却速度Rc大于105K/s,厚度tmax限制在50μm以下,而Pd-Ni-P和Pt-Ni-P的Rc在103K/s数量级,熔体未经净化处理条件下tmax为1-3mm近年Mg、Ln、Zr、Fe、Pd、Co基合金系中发现了新的多元非晶合金Rc低至10-1K/s,最大试样厚度达到72mm