● 摘要
Zr基合金具有很强的非晶形成能力,Ni基非晶合金具有优良的力学性能及耐腐蚀性能,因而它们具有广阔的应用前景,但是大部分具有高非晶形成能力的Zr基合金中都含有Ni、Be等对生物体有害元素,这就限制了其在生物、医疗方面的应用;而Ni基合金的非晶形成能力普遍较低,限制其在工业方面的应用。本文目的是为了发现具有高的非晶形成能力和优良的力学性能的新型Zr基(不含Ni、Be等对生物体有害元素)和Ni基非晶合金体系。本研究通过熔态旋淬法和铜模铸造法制备了Zr-Al-Co-RE, Ni-Nb-Zr-Ti-Co-Cu-RE和Ni-Nb-RE非晶合金,采用差示扫描热分析(DSC),X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜((SEM)等现代检测手段分析所研究合金的非晶形成能力;利用压缩试验研究了所得块体非晶合金的力学性能。本文的研究结果表明:Er元素能够提高Zr-Al-Co合金体系的非晶形成能力(临界尺寸从3mm提高至6mm)和力学性能(压缩断裂强度从1940MPa提高至2240MPa),其中Zr51Al20Co25Er4非晶合金还表现出较大的塑性变形,Cu元素可使其非晶形成能力进一步提高(从6mm提高至8mm)。研究还表明,稀土元素可以提高Ni基非晶合金的热稳定性但不能明显提高其非晶形成能力;通过机械合金化的方法可以制备Ni基多元非晶合金。
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