第二章-制备方法和形成条件＂.pptVIP

Nb,Ta添加的效果 Cu60Zr40-xTix合金的液相线温度(Tl)与Ti含量的关系 IV u IV (B) 析晶区 (A) u IV u IV 2、IV和 u两曲线重叠区，称析晶区，在此区域内，IV和 u都有一个较大的数值，既有利成核，又有利生长。 IV u IV (B) 析晶区 (A) u IV u IV 3、两侧阴影区为亚稳区。左侧?T 太小，不可能自发成核，右侧 ?T太大，温度太低，粘度太大，质点难以移动无法形成晶相。亚稳区为实际不能析晶区。 IV u IV (B) 析晶区 (A) u IV u IV 4、如果 IV和 u的极大值所处的温度范围很靠近，熔体就易析晶而不易形成玻璃。反之，就不易析晶而易形成玻璃。 1、过冷度太小或过大，对成核和生长均不利。只有在一定过冷度下才能有最大的IV和u 。 4、如果 IV和 u的极大值所处的温度范围很靠近，熔体就易析晶而不易形成玻璃。反之，就不易析晶而易形成非晶。 3、两侧阴影区为亚稳区。左侧?T 太小，不可能自发成核，右侧 ?T太大，温度太低，粘度太大，质点难以移动无法形成晶相。亚稳区为实际不能析晶区。 2、IV和 u两曲线重叠区，称析晶区，在此区域内，IV和 u都有一个较大的数值，既有利成核，又有利生长。 熔体在TM温度附近若粘度很大，此时晶核产生与晶体的生长阻力均很大，因而易形成过冷液体而不易析晶。 IV和 u两曲线峰值大小及相对位置，都由系统本性所决定。 研究证实，如果冷却速率足够快，则任何材料都可以形成非晶。 动力学研究表明各类不同组成的熔体以多快的速率冷却才能避免晶体的生成 粘度随温度的变化 合金的非晶形成能力与临界冷却速度 合金的非晶形成能力通常采用非晶形成的临界冷却速度来表示。 1. 通过理论计算 2. 试验测定 不同的合金成分其临界冷却速度的差异非常大，其范围为10-1-1010 K/s。 根据实验制备非晶合金的临界尺寸估算临界冷却速度。 Liquid Supercooled Liquid Ordinary Amorphous Alloy Conventional Crystalline Alloy 10 -5 10 -4 10 -3 10 -2 10 -1 10 0 10 1 10 2 10 3 10 4 10 5 Tm Tg Glassy Alloy Rc =106K/s Rc =1K/s =10 -2 =10 12 =10 20 Crystalline Phase Liquid Supercooled Liquid Ordinary Amorphous Alloy Conventional Crystalline Alloy 10 -5 10 -4 10 -3 10 -2 10 -1 10 0 10 1 10 2 10 3 10 4 10 5 Tm Tg Bulk Glassy Alloy Rc =106K/s Rc =1K/s 10 -2 10 12 10 20 Crystalline Phase Heating Tｘ Cooling 熔体的凝固过程 影响合金非晶形成能力的因素 共晶点附近的合金成分 约化玻璃转变温度Trg(Tg/Tm, Tg/Tl) 过冷液体温度区间ΔTx(Tx-Tg) 原子尺寸 电子浓度 合金的非晶形成能力与影响因素 合金的液相线相对与其单质组成被显著抑制降低的组份具有高的非晶形成能力。具有最佳非晶形成能力的组分通常是位于合金 深共晶点或接近共晶点的液相线下降较快的区域附近。 有共晶反应的合金成分附近 Trg(Tg/Tl、 Tg/Tm)值 Turnbull 基于液体粘度假设提出 约化玻璃转变温度 Trg=Tg/Tm ：Tg为玻璃转变温度；Tm为合金液体平衡结晶温度。 原子尺寸的影响 Egami研究了多种具有非晶形成能力的二元合金系统的最小固溶度状况，发现原子尺寸失配与之有着重要关联，并基于原子弹性理论推倒得到最小固溶度与原子尺寸失配的关系。 具有安定过冷液体区间及 高的非晶形成能力的合金成分特征 ３组分以上的 多元系 12%以上的 原子直径差 负的 混合熱 ａ．高致密堆积 ｂ．新的局部配位 ｃ．强的相互作用 满足３原则的 非晶金属的原子构造 Pd40Cu30Ni10P20 (f 72 mm) Pd40Ni40P20 (f 10 mm) Pd40Cu40P20 (f 7 mm) Ni or Cu La-Cu-Ni-Al (f 16 mm) La-Ni-Al (f 2.5 mm) La-Cu-Al (ribbon) Ni or Cu Zr-Cu-Ni-Al (f 30 mm) Zr-Ni-Al or Zr-Cu-Al Ni or Cu F