Fe-Al-Nd三元合金非晶形成成分范围的理论预测.pdfVIP

第21 卷 第3 期 贵州大学学报（自然科学版） VoI. 21 no. 3 2004 年 8 月 JournaI of Guizhou University （naturaI Sciences ） Aug. 2004 文章编号 1000 - 5269（2004 ）03 - 0282 - 03 ＊ Fe-al-nd 三元合金非晶形成成分范围的理论预测 陈红梅，钟夏平＊ （广西大学 物理学院，广西 南宁 530004 ） 摘 要 用作者提出的基于晶态固溶体的自由能和相应的非晶态的过剩自由能比较定量预测三 元合金形成非晶成分范围的方法，对 Fe-AI-nd 三元合金系形成非晶的成分范围进行了计算，其 理论预测的形成非晶的成分范围与已有的实验结果相符。 关键词 非晶形成范围；热力学；Midema 理论；Fe-AI-nd 三元合金 中图分类号 TP139 + . 8 文献标识码 A 0 引言 对二元合金的非晶态形成能力和形成成分范围均有较多的研究［1 ~ 7 ］。而对于三元及多元合金系的形 成非晶的成分范围的定量研究则比较少［8 ~ 10 ］。原因有两个方面：首先，三元系统相对于二元系统而言，组 元间的相互作用更加复杂；其次，在多元系的实验研究方面，由于其实验过程的复杂性，所研究的系统远远 没有二元系那样完备。然而从应用角度来说，多元系的非晶态合金的性能在一定程度上优于二元非晶态 合金，因此对它进行研究具有重要的科学意义和使用价值。但从实验上研究一个三元系的工作量相当大， 本文利用作者建立的模型从理论上对三元合金系形成非晶的成分范围进行研究。由于稀土铝基合金是重 要的大块非晶材料，因此本文从理论上预测 Fe-AI-nd 三元合金的形成非晶的成分范围，为制备非晶态合 金提供理论依据。 1 理论模型 对于三元固溶体合金，其Gibbs 自由能可表示为 G = H - T S （1 ） ! ! ! s s s 式中 H 和 S 分别为三元固溶体合金的形成焓和混合嫡，形成焓可以表示为 ! ! s s !H = !Hc + !Hsize + !Hstr （2 ） s s s s c size str 式中 H 、H 和 H 分别表示化学焓变、原子尺寸不匹配引起的弹性焓变和组元结构不同