● 摘要
本论文采用铜模铸造法制备了具有高非晶形成能力、优良力学性能和耐腐蚀性能的 Zr-Al-Co-Cu-RE(RE:稀土金属元素)非晶合金。采用差示扫描热分析(DSC)和X射线衍射(XRD)研究了该系非晶合金的形成能力及热稳定性,采用压缩力学性能实验、维氏显微硬度计和扫描电子显微镜(SEM)研究了该系非晶合金的力学性能,通过浸泡实验和电化学测试来研究Zr-Al-Co-Cu-RE非晶合金在1N H2SO4及3 mass% NaCl溶液中的腐蚀行为。本论文的研究结果表明: Er或Y以及Cu元素的添加有利于Zr-Al-Co系非晶合金形成能力的提高和力学性能的改善。其中,Zr49Al20Co23Cu2Y6、Zr49Al20Co21Cu4Y6非晶合金的临界直径达7mm,Zr49Al20Co23Cu2Er6非晶合金的压缩断裂强度达到1950MPa,并表现出1.5%的塑性应变。Zr49Al20Co25-xCuxRE6 (RE=Er、Y,x=0~8 at%)非晶合金在1N H2SO4、3 mass% NaCl溶液中均发生自钝化,并且具有较低的钝化电流密度,为10-2 A/m2数量级。Cu含量的变化对Zr-Al-Co-Cu-RE非晶合金的腐蚀行为没有明显影响。 稀土金属元素(RE=Er、Y、Lu、Dy、Ho、Tm)能够提高Zr55Al20Co20Cu5非晶合金的形成能力和力学性能。向Zr55Al20Co20Cu5非晶合金中添加1 at%的Er元素,使其非晶形成临界直径由5mm提高到6mm;添加3 at%的Lu元素,使其压缩断裂强度值达到2100MPa,表现出3%的塑性应变。
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